Une nouvelle famille de nanoparticules biodégradables pour des applications biomédicales

De Life Sciences UPSaclay

 

Parmi les biomatériaux, les polymères synthétiques biodégradables se trouvent principalement limités à deux catégories que sont les polyesters et les polypeptides. Ils présentent également de nombreux inconvénients tels qu’une synthèse relativement complexe, une faible diversité de structure et de composition, ainsi qu’une fonctionnalisation peu aisée. De leur côté, les polymères vinyliques, bien que facilement synthétisables et fonctionnalisables, ne sont pas dégradables du fait de leur squelette carboné. Permettre leur dégradation apparaît donc comme un enjeu majeur pour la mise au point de nouveaux matériaux polymères biodégradables capables de combiner à la fois la biodégradabilité des polyesters et les avantages des polymères vinyliques.

C’est dans ce contexte que des chercheurs de l’Institut Galien Paris-Sud(IGPS, CNRS/Université Paris-Sud) et de l’Institut de Chimie Radicalaire (ICR, CNRS/Aix-Marseille Université) ont développé une nouvelle famille de polymères vinyliques dégradables et facilement fonctionnalisables pour des applications biomédicales. Ces matériaux, de structure très similaire à la polycaprolactone (PCL), ont été obtenus par copolymérisation radicalaire entre des acétals de cétène cycliques, qui sont des monomères précurseurs de fonctions esters dans le squelette polymère, et des éthers de vinyle fonctionnels, qui permettent quant à eux d’introduire divers groupements fonctionnels du fait de leur grande diversité de structure. En jouant sur la nature de l’éther de vinyle et en appliquant sur ces pseudo-polyesters des méthodes de post-fonctionnalisation de type substitution nucléophile ou chimie "click", des copolymères hydrophobes, amphiphiles ou hydrophiles, ont pu être facilement synthétisés. Ces derniers peuvent se dégrader à la fois de manière hydrolytique en conditions physiologiques et de manière enzymatique en présence d’estérases, avec des cinétiques de dégradation similaires à celles de la PCL. Ils peuvent également être formulés sous la forme de nanoparticules stables et PEGylées de 130-250 nm de diamètre, soit en présence de tensioactif pour les copolymères hydrophobes, soit sans tensioactif pour les copolymères amphiphiles ou hydrophiles.

Cette nouvelle méthodologie de synthèse permet donc l’obtention par voie radicalaire de copolymères vinyliques dégradables de type polyester avec plus d’aisance et de polyvalence en termes de synthèse et de fonctionnalisation que les polyesters traditionnels. Elle ouvre également la voie à une nouvelle famille de nanoparticules dégradables pour des applications biomédicales telle que la vectorisation des principes actifs.

 

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Contact : julien.nicolas @ u-psud.fr