Conception, synthèse et applications biomédicales d'hydrogels renfermant des nanomatériaux carbonés

Dans cette thèse, une série d’hydrogels intelligents à double réseau (DN) à base d’acides aminés a été développée et évaluée pour la délivrance contrôlée de baclofène et la gestion durable du flétrissement bactérien chez la tomate. Des polymères tels que l’agarose et le polyacrylamide (PAAm) ont été incorporés dans des hydrogels à base d’acides aminés (Fmoc-Tyr(Bzl)-OH/Fmoc-Tyr-OH, gel 1; Fmoc-Tyr(Bzl)-OH/Fmoc-Phe-OH, gel 2) pour améliorer la résistance mécanique et réduire le temps de gélification, le PAAm offrant les meilleures performances. L’incorporation d’agents photothermiques a montré que les DN hydrogels chargés de nanotubes de carbone (CNTs) ont démontré l’efficacité photothermique et la libération de médicament les plus élevées, 1% PAAm-gel 2-CNTs formant un hydrogel stable in vivo et libérant le baclofène sous irradiation dans le proche infra-rouge. Pour réduire le taux de monomère résiduel et éviter l’utilisation de N,N,N′,N′-tetramethylethylenediamine, ces deux molécules étant potentiellement toxiques, des stratégies de polymérisation radicalaire sous irradiation UV en utilisant des nanoparticules de gallium ou des nanofeuillets de MoS₂ ont permis de maintenir les monomères <10 % tout en conservant une excellente biocompatibilité. De plus, un hydrogel DN à base d’agarose et de phénylalanine, sensible au pH, a été développé pour le flétrissement bactérien, libérant un pesticide, des ions Zn2+ et la phénylalanine dans un sol acide, offrant 30 jours de protection continue en conditions de terrain tout en stimulant la croissance et la résistance systémique des plantes. Ces hydrogels DN à base d’acides aminés constituent une plateforme sûre, efficace et polyvalente pour le traitement de la spasticité et la gestion des maladies des cultures agricoles, démontrant un potentiel biomédical et agricole étendu.