Soutenance de thèse de Sujie Yu

Des éthers de cellulose aux bio-aérogels: Vers des vecteurs de médicaments sans additifs

Sujie Yu a réalisé sa thèse sous la direction de Tatiana Budtova et de Rudy Valette. Elle présente ses travaux de recherche et soutient sa thèse de doctorat en spécialité Mécanique Numérique et Matériaux le  11 juillet 2025 devant le jury suivant :

M. Mohamed Naceur BELGACEM, Grenoble INP – Institut polytechnique de Grenoble, Rapporteur
M. Carlos Alberto GARCíA-GONZALEZ, Universidade de Santiago de Compostela, Rapporteur
M. Michel DUMON, Université de Bordeaux, Examinateur
Mme Lara MANZOCCO, University of Udine, Examinatrice
M. Rudy VALETTE, CEMEF, Mines Paris-Université PSL, Examinateur
Mme Tatiana BUDTOVA, CEMEF, Mines Paris-Université PSL, Examinatrice

Résumé :

Cette thèse explore le potentiel des éthers de cellulose purs, en particulier la carboxyméthylcellulose (CMC) et la méthylcellulose (MC), pour la fabrication d’aérogels destinés à des applications en administration de médicaments ainsi qu’à la production de formes complexes via l’impression 3D. Bien que les éthers de cellulose soient largement utilisés dans les domaines médical et industriel, les aérogels obtenus à partir de CMC ou de MC non modifiés restent très peu étudiés. Des aérogels légers, présentant une surface spécifique élevée (jusqu’à plusieurs centaines de m²/g), ont été préparés par séparation de phase induite par non-solvant, suivie d’un séchage au CO₂ supercritique. D’autres procédés de séchage, tels que la lyophilisation et le séchage évaporatif, ont également été utilisés pour produire respectivement des cryogels et des xérogels, dans un but comparatif. La structure et la morphologie des matériaux ont été caractérisées de manière approfondie, et le comportement de libération du médicament a été évalué à l’aide d’un médicament modèle (acide L-ascorbique 2-phosphate) dans un exsudat simulé de plaie. Les résultats montrent que les aérogels de CMC et de MC constituent des candidats prometteurs pour l’administration de médicaments. Les propriétés mécaniques des aérogels et des cryogels de CMC ont été mesurées par des essais de compression uniaxiale couplés à une analyse par corrélation d’images numériques. L’impression directe à l’encre a été appliquée avec succès, pour la première fois, à des solutions aqueuses de CMC sans aucun additif ni agent de réticulation, uniquement en ajustant leurs propriétés rhéologiques. Des aérogels ont ensuite été obtenus à partir des structures imprimées, par séchage au CO₂ supercritique. Ces résultats fournissent une base importante pour la conception et la fabrication de structures poreuses personnalisées à base de biopolymères, destinées à des applications en administration de médicaments, en ingénierie tissulaire et dans d’autres domaines biomédicaux connexes.

Mots-clés : Aérogels,éthers de cellulose, matériaux poreux, libération de médicaments, propriétés mécaniques, impression directe à l’encre