Microsphères de tPOE réticulés dans le dextran

Nous avons étudié brièvement la préparation de microsphères de tPOE par la séparation de phases avec le dextran. Pour cela, les mélanges aqueux de tPOE et de dextran ont été réticulés à une concentration très faible en tPOE (de 0.1 à 0.5 wt%) afin de disperser la phase tPOE dans une phase continue de dextran. La réticulation de la phase tPOE permet de figer les microsphères. Cependant, nous avons remarqué que la fusion des sphères se produit même après réticulation, mais jamais jusqu’à l’obtention d’une phase macroscopique continue. Nous avons testé l’effet de la dilution du système une fois réticulé. Sur la Figure 74 les clichés de microscopie confocale montrent le mélange irradié de tPOE (0.5 wt%) et dextran (2 wt%) avant et après la dilution. Il apparait que la réticulation de la phase tPOE est efficace et la dilution n’est pas suivie par la disparition des sphères de tPOE due à la diminution de la concentration. Ce n’est donc pas un problème de réticulation inefficace qui explique la fusion des microsphères dans le temps. Nous observons que les microsphères d’hydrogel tPOE gonflent après ajout d’eau.

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(a) (b)

Figure 74. a) Clichés de microscopie confocale de microbilles de tPOE réticulées à une concentration de 0.5 wt% en tPOE dans une solution aqueuse de dextran (2 wt%). b) même solution après dilution avec H2O. Les barres d’échelle des clichés correspondent à 50 µm. Le tPOE est marqué en gris.

Ensuite, nous avons regardé le comportement du système à la même concentration en tPOE (0.5 wt%) et à une concentration plus importante de dextran (5wt%). Apres réticulation nous observons la présence de « morceaux » d’hydrogel en plus des microsphères de tPOE (Figure 75). Nous supposons, que les microsphères de tPOE fusionnent avant d’être figées complètement ; ce qui induit la formation d'agrégats d’hydrogel.

(a) (b)

Figure 75. Clichés de microscopie confocale de microbilles et d’hydrogel de tPOE réticulés à une concentration de 0.5 wt% en tPOE et pour une concentration de dextran de 5 wt%. Les clichés a) et b) ont été pris à différents endroits de l’échantillon. Les barres d’échelle des clichés correspondent à 50µm. Le tPOE est marqué en gris.

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Conclusion

Nous avons mis en évidence l’effet de l’association sur le diagramme de phases dans des mélanges aqueux de polymères incompatibles. L’association d’un polymère dibloc conduit à une meilleure solubilité des deux composants du mélange car les étoiles de copolymère dibloc ont un volume hydrodynamique plus faible en comparaison avec leur analogue linéaire. A l’inverse, l’association d’un copolymère tribloc par pontage favorise la séparation de phases qui est atteinte pour des concentrations très faibles en polymères. La séparation de phases des copolymères triblocs est aussi observée en présence de chaines linéaires de POE, montrant que l’incompatibilité d’origine enthalpique des parties hydrophiles n’est pas nécessaire.

Nous pouvons tirer profit de ce phénomène de séparation de phases pour fabriquer des hydrogels macroporeux ou des microsphères d’hydrogel de tPOE. L’utilisation du polymère tribloc tPOE possédant des unités hydrophobes photo-réticulables permet de figer le réseau de ce polymère et la séparation de phase dans le système tPOE-dex ou tPOE-POE200k avant que la séparation de phase ne devienne macroscopique. Le comportement des hydrogels macroporeux dex et tPOE-POE200k a été caractérisé par rhéologie et microscopie confocale. En rhéologie, nous avons observé l’accroissement du module élastique du réseau mixte tPOE-dex et du réseau tPOE-POE200k avec l’augmentation de la concentration en « porogène » (dextran ou POE200k). Nous supposons que la présence du polymère linéaire dans un mélange avec le tribloc associatif favorise fortement l’association de ce tribloc en le concentrant par séparation de phases. Par conséquent, il existe plus des chaines élastiquement actives dans le réseau de tPOE ; ce qui explique l’amélioration des propriétés mécaniques des hydrogels mixtes.

Nous avons montré, que la présence de polymère linéaire dont le squelette est incompatible ou compatible conduit à la formation d’hydrogels avec une structure de pores interconnectées. L’accroissement de la concentration en dextran ou de POE200k dans ces systèmes conduit à l’augmentation de la taille des pores dans l’hydrogel.

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Partie C. Effet de l’association sur la diffusion des traceurs

dans des solutions et dans des réseaux de copolymères triblocs

sensibles au pH.

Cette partie a pour but de présenter l’ensemble des résultats sur la diffusion de traceurs (polymères linéaires et particules de latex) dans les solutions et dans les hydrogels de copolymère pH-sensible TH50. L'objectif initial était d’étudier la diffusion dans les hydrogels IPSAN, constitués de deux réseaux de polymères : tPOE et TH50. La problématique était de savoir si le fait d’avoir mélangé deux réseaux dans l’IPSAN pouvait changer considérablement la diffusion des traceurs dans cet IPSAN. Malheureusement, nous nous sommes rendu compte qu'il n'était pas possible pour des raisons techniques d’effectuer l’étude de la diffusion de traceurs fluorescents dans les solutions de tPOE par la méthode de recouvrance de fluorescence (FRAP). Il nous semble que les interactions hydrophobes entre les unités fluorescéine isothiocyanate du dextran marqué (FITC-D500k) et les blocs hydrophobes PMEA de polymère tPOE sont responsables de l’absence d’effet de photobleaching ; l’intensité de fluorescence reste la même avant et après irradiation avec le laser (Figure 76). Par conséquent, il n’était pas possible de déterminer la diffusion dans des solutions et réseaux de tPOE.

Temps (s) 0 20 40 60 80 100 In te n s it é d e f lu o re s c e n c e ( U A ) 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1

Irradiation avec laser

Figure 76. Profil d’intensité de fluorescence de FITC-D500k (1 g/L) dans solution tPOE (20 g/L) après « photobleaching »

Ainsi, nous avons décidé de nous focaliser sur la diffusion dans les réseaux pH sensibles de TH50 à dynamique contrôlée. Dans la littérature nous trouvons peu de

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travaux sur la diffusion dans les réseaux physiques formés par auto-assemblage de copolymères à blocs amphiphiles^{23, 157, 174-176}. Néanmoins, ces réseaux présentent l’avantage, par rapport aux réseaux covalents, d'avoir une structure plus homogène. En outre, contrairement à des hydrogels formés de façon covalente, des réseaux transitoires formés par des copolymères triblocs amphiphiles possèdent des « nœuds de réticulation » dynamiques ; ce qui peut avoir une influence considérable sur la diffusion de traceurs. Il nous a paru intéressant d'un point de vue aussi bien fondamental qu’applicatif d’étudier les particularités de la diffusion dans les hydrogels à dynamique contrôlée.