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[NE PAS POSTULER] Agents de Contraste Ultrasonore nanométriques thérapeutiques.

Le stage n’est plus disponible. Le candidat recruté est Monsieur A. Yip

1 - Responsable de stage :

Nicolas TAULIER

2 - Coordonnées précises du lieu de stage :

Laboratoire d’Imagerie Paramétrique - UMR 7623 CNRS et UPMC - 15 Rue de l’Ecole de Médecine - 75006 Paris

3 - Résumé du contexte, des objectifs et des méthodes :

En imagerie échographique, le contraste entre les tissus et les vaisseaux sanguins est très faible, ce qui ne permet ni une identification tissulaire spécifique, ni une quantification de la perfusion d’un organe. Les agents de contraste ultrasonore (ACU) ont été spécifiquement développés pour réhausser ce contraste, permettant ainsi d’améliorer la qualité du diagnostic par le praticien. Les agents sont injectés par voie intraveineuse et se propagent dans tout le système vasculaire. Leur durée de vie excède rarement la dizaine de minutes, ce qui représente un facteur limitant important pour des applications d’imagerie mais aussi thérapeutique (par exemple pour utiliser les ACU comme vecteur de médicaments). A ce jour le développement de ces applications se heurte d’une part, à la brève durée de vie des ACU et d’autre part, au fait qu’on ne maîtrise pas le comportement des ACU sous un champ ultrasonore. Dans notre équipe, nous cherchons à concevoir de nouveaux ACU plus stables que ceux disponibles commercialement et dont on peut contrôler les propriétés échogènes. Pour arriver à nos fins, nous suivons deux approches, l’une expérimentale et l’autre numérique. La première permet d’établir des relations précises entre les propriétés échogènes et élastiques (ou structurales) des ACU. La deuxième s’appuie sur les résultats expérimentaux afin d’établir une méthode numérique fiable prédisant le comportement échogène des ACU. L’objectif à terme est de rationaliser la conception des ACU. Nous avons commencé à travailler en collaboration avec des chimistes sur la conception de nouveaux candidats d’ACU. Ce sont des particules sphériques, de rayon R, constituées d’une capsule polymérique entourant un cœur liquide perfluocarboné. La méthode de fabrication permet de contrôler précisément R ainsi que l’épaisseur E de la capsule. Cette propriété nous a permis de mieux comprendre comment les propriétés échogènes des agents dépendent de R et E. Nous avons également montré que l’utilisation d’une capsule épaisse et d’un cœur liquide augmentait considérablement la stabilité de l’agent. En revanche, leur solidité est telle qu’on ne peut pas espérer les détruire par ultrasons pour des applications thérapeutique. Ces résultats ont fait l’objet de deux publications (voir ci-dessous). Afin d’effectuer une livraison de médicaments assistée par ultrasons, nous cherchons à utiliser d’autres candidats d’ACU qui soient facilement détruits par ultrasons tout en ayant une bonne stabilité et des propriétés échogènes satisfaisantes. Nous sommes en train d’évaluer deux types de candidats. Les premiers sont constitués d’une capsule de télomères fluorés et les seconds de polymères diblocks. Ces composés sont des molécules amphiphiles dont on peut modifier la structure. Les deux types de capsules entourent une cavité soit liquide (PFOB), soit gazeuse (perfluorohexane). Notre objectif est de déterminer quelles sont les conditions (structurales ou élastiques) pour lesquelles les télomères ou polymères utilisés optimisent les propriétés des ACU. Suivant les aspirations de l’étudiant, ce travail peut être uniquement expérimental ou inclure également des simulations numériques. Dans ce dernier cas, un ingénieur de recherche du laboratoire spécialisé sur les aspects numériques aidera l’étudiant dans ses simulation. L’élaboration et la synthèse des composés de la capsule sont effectuées par des chimistes de Châtenay-Malabry et d’Avignon.

4 – Ce sujet pourra-t-il éventuellement se prolonger par un sujet de thèse :

OUI

5 – Rémunération :

Estimation mensuelle : Gratification de Stage

6 - Observations :

Collaborations :
- Bernard Pucci (Université d’Avignon) : synthèse des télomères
- Nicolas Tsapis et Elias Fattal (Faculté de Pharmacie, Chatenay-Malabry) : synthèse des polymères
- Guillaume Haïat (Université Paris Créteil) : Simulations numériques

Méthodes utilisées :
- Mesure classique de caractérisation du signal ultrasonore
- Diffusion de la lumière (DQLS)
- Microscopie optique, confocale et électronique

Publications du groupe sur le sujet :
- PDF Phospholipid decoration of microcapsules containing perfluorooctyl bromide used as ultrasound contrast agents. Diaz-Lopez et al. Biomaterials 30 (2009) 1462-1472.
- PDF Perfluorooctyl Bromide Polymeric Capsules as Dual Contrast Agents for Ultrasonography and Magnetic Resonance Imaging. Pisani et al. Adv. Funct. Mat. 18 (2008) 2963-2971.