Compréhension à l’échelle atomique des processus de libération de médicament dans des nanoMOFs par spectroscopie RMN in situ et relaxométrie
Allocation, AAP 2019
Equipe : Institut Lavoisier de Versailles
Porteur de projet : Charlotte Martineau-Corcos
Résumé :
Les nanoparticules (NPs) à base de metal-organic frameworks (MOFs) poreux connaissent un intérêt croissant en médecine, avec des applications pour la libération contrôlée de médicament, le ciblage de maladies/tissues ou en imagerie. La grande porosité des MOFs, leur grande surface spécifique et leur versatilité inégalée en termes de composition et fonctionnalisation en font des matériaux de choix pour l’encapsulation d’une grande quantité de molécules thérapeutiques.
Le contrôle de la dégradation des NPs de MOF en milieu biologique est un paramètre clé car il permet à son tour un meilleur contrôle de la cinétique de libération du médicament. Si les techniques usuelles de chromatographie donnent des informations sur la libération, aucune ne parvient à donner une description précise des phénomènes à l’échelle atomique qui ont lieu dans les nanoMOFs.
Dans ce contexte, la résonance magnétique nucléaire (RMN) est idéalement appropriée pour étudier les NPs de MOF qui ne présentent pas d’ordre à longue distance. L’analyse de spectres RMN solide informe sur la nature et la quantité des espèces, leur mode de coordination, la dynamique et les interactions. De nos jours, ces méthodes sont bien établies pour l’étude des interaction ‘host-guest’ dans les solides poreux. Maintenant, nous souhaitons repousser les limites de la technique afin de pouvoir suivre in situ à l’échelle atomique les processus se déroulant durant la libération d’un médicament en milieu biologique.
L’évolution de la porosité des NP de MOFs pendant la libération est aussi un paramètre à considérer. La relaxation proton à bas champ, avec l’eau comme molécule sonde, est efficace pour analyser la porosité de particules poreuses de polymères. Toutefois, bien d’autres informations peuvent être obtenues pas relaxométrie RMN à champ variable. Nous allons donc explorer les possibilités offertes par cet outil pour étudier les processus de dégradation des particules de MOFs chargées en médicament.
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