Nanocelluloses fonctionnalisées pour applications biomédicales

Cette thèse de doctorat a été préparée à l'Université Grenoble Alpes sous la direction du Professeur Alain Dufresne et de Julien Bras, Maître de Conférences HDR (Grenoble INP-Pagora / LGP2), et le co-encadrement du Professeur Kristin Syverud (NTNU*, Norvège) et de Ellinor B. Heggset, Chercheur (RISE PFI**, Norvège).

Bastien Michel a présenté les résultats de sa recherche intitulée Nanocelluloses fonctionnalisées par des cyclodextrines pour applications biomédicales.

Combiner des nanofibrilles de cellulose oxydées (toCNF) et divers dérivés de β-cyclodextrines (β-CD) permet de concevoir des matériaux performants pour des applications biomédicales. Bien que prometteuse, cette combinaison est confrontée à certains défis, notamment la caractérisation de cette association toCNF / β-CD. Cette thèse consiste donc à caractériser les phénomènes d'adsorption entre les toCNF et les β-CD afin d'améliorer le relargage de principes actifs faiblement solubles dans l'eau et, par conséquent, de favoriser les propriétés antimicrobiennes de ces matériaux.

Tout d'abord, après la production de matériaux toCNF / β-CD, l'impact de divers paramètres de mise en forme sur la sorption d'eau et les propriétés mécaniques a été étudié. L'adsorption des β-CD a été caractérisée par différents moyens expérimentaux :  il a été démontré que les dérivés β-CD s'adsorbent jusqu'à 10 fois plus sur les toCNF que les β-CD. La formation d'un complexe d'inclusion entre un principe actif modèle et les différents β-CD a été caractérisée de manière approfondie. Enfin, l’adsorption de β-CD sur les toCNF améliore les propriétés antimicrobiennes des films avec une efficacité prolongée avec le dérivé de β-CD carboxyméthylée.

En améliorant la connaissance des interactions entre les matériaux nanocellulosiques et différentes cyclodextrines, les résultats de ce projet constituent une étape significative vers des applications dans divers domaines : biomédical, dépollution…