Concept et réalisation de formulations chimiques non toxiques pour les dispositifs médicaux implantés

Les implants médicaux contrôlant l activité ou les pathologies cérébrales connaissent un véritable essor. En effet, ces microsystèmes étant de très petites dimensions, ils peuvent être intégrés dans le cerveau tout en pouvant contenir de nombreux capteurs sur un même dispositif. Cependant, ces implants médicaux doivent être stériles, biocompatibles et non toxique in vivo afin d éviter tout rejet ou complication tels que les infections ou les inflammations. L oxyde d indium dopé à l étain (ITO) est un matériau de choix pour ces dispositifs médicaux, car il est biocompatible et possède des propriétés de conductivité. De plus, le greffage en sa surface de molécules organiques telles que les composés organophosphorés permet de moduler son activité. Ainsi, la chimie click, a été sélectionnée pour la synthèse des composés organophosphorés à greffer, et notamment la synthèse par chimie click thiol-ène. Nous avons mis au point des conditions permettant, dans des temps courts, sous irradiation dans l eau ou l éthanol de coupler divers thiols avec des d alcénylphosphonates. Ces conditions, jusqu alors jamais appliquées pour la fonctionnalisation de l ITO, nous ont permis d'introduire efficacement une fonction acide carboxylique sur sa surface. Parallèlement, la nécessité d obtenir de façon rapide et efficace des fonctions carbonylées en surface, nous a conduit à envisager la synthèse de méthyle cétones par hydratation d alcynylphosphonates catalysée par des complexes d or, sous irradiation micro-ondes en milieu aqueux. Les phosphonates fonctionnalisés selon ces deux processus ont ensuite été greffés sur l ITO dans des conditions vertes, afin d introduire diverses fonctionsMedical implants monitoring the brain activity or some brain pathologies have recently attracted growing interest. Indeed, these microsystems have very small dimensions for insertion into the brain and can integrate several different sensors on the same device. However, these medical implants have to be sterile, biocompatible and non-toxic in vivo to avoid any rejections and complications such as infection or inflammation. Indium Tin Oxide (ITO) is a material of choice for these medical implants due to its biocompatible and conductive properties. Furthermore, ITO surface properties can be tailored by grafting organic molecules such as organophosphorus compounds. Thus, the click chemistry, was selected for the synthesis of organophosphorus compounds, and more specifically their synthesis by thiol-ene click chemistry. We developed conditions allowing, in short times, under irradiation in water or ethanol the coupling of various thiols with a alcenylphosphonates. These conditions, which had never been applied for the functionalization of ITO, have allowed us to introduce efficiently a carboxylic acid function on its surface. Meanwhile, the need to synthesize carbonyl functions on surface, led us to consider the synthesis of methyl ketones by hydration of alcynylphosphonates catalyzed by gold complexes under microwave conditions in aqueous medium. Functionalized phosphonates, prepared according to these two processes, were then grafted onto ITO under green conditions, to introduce various functions on its surfacePARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF