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1 PHENIX - PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX

Abstract : Magnetic hyperthermia is a promising therapeutic technique against cancer. It consists in turning electromagnetic energy into heat thanks to nanoparticles that are excited by a radiofrequency oscillating magnetic field. Although this phenomenon has been studied for more than two decades, it remains poorly described. This work aims at filling the gap of knowledge about magnetic hyperthermia through the study of the correlations between the dispersion state and the heating efficiency of the particles. The characterisation and the control of dispersions in complex media such as ionic liquids or a polymer matrix is dealt with in the first part. Obtaining a colloidally stable dispersion in an ionic liquid proves indeed a challenging task. The particles surface charge can be controlled in a protic ionic liquid by tuning the pH. A thorough study of the influence of this parameter allowed a better insight into the role of the solvent and the nature of the interactions. Furthermore, the formation of a fine dispersion of hydrophilic nanoparticles in a hydrophobic silicon matrix is also a ticklish task. A new method is presented here, that consists in the evaporation of a ferrofluid-in-polymer matrix emulsion. The dispersion state of the resulting materials is then characterised.The heating efficiency of particles showing different dispersion states is studied in the last part. It includes results obtained with a new measurement method developed in the scope of this thesis. These results highlight that the particles aggregation causes a decrease of their heating properties. They also evidence the key role of the aggregates compactness in this respect.

Résumé : L-hyperthermie magnétique est une technique de traitement de cancers en plein essor. Cette conversion d-une énergie électromagnétique en énergie thermique par des nanoparticules soumises à une excitation magnétique oscillant à haute fréquence est étudiée depuis près de deux décennies mais elle est encore mal décrite pour des systèmes complexes.Le travail présenté ici s-attache à compléter la connaissance de ce phénomène en reliant l-état de dispersion de nanoparticules à leurs propriétés d-hyperthermie.Tout d-abord sont présentés la caractérisation et le contrôle de dispersions dans des milieux complexes tels qu-un liquide ionique ou une matrice polymère.En effet, l-obtention d-une dispersion colloïdalement stable dans un liquide ionique soulève de nombreux défis. Une étude approfondie du rôle de la charge de surface des particules, contrôlée à l-aide du pH dans un liquide ionique protique, a permis de mieux comprendre le rôle du solvant et la nature des interactions dans ce type de milieu.En outre, disperser finement des nanoparticules hydrophiles dans une matrice hydrophobe telle qu-une matrice siliconée est également une tâche délicate et une méthode nouvelle d-évaporation d-émulsion ferrofluide-dans-matrice polymère est présentée ici, ainsi que l-étude des dispersions ainsi obtenues.Enfin est exposée une étude du pouvoir chauffant de nanoparticules dans des états de dispersion variés, faisant notamment intervenir une méthode de mesure développée dans le cadre de cette thèse. Ces résultats soulignent l-influence de l-agrégation des particules qui provoque une baisse significative de leur échauffement ainsi que le rôle clef de la compacité des agrégats formés.

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Keywords : Ionic liquids Hyperthermia

Mots-clés : Slp Polydiméthylsiloxane Liquide ionique Stabilité colloïdale Hyperthermie Nanoparticules magnétiques





Autor: Clément Guibert -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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