Development and characterization of thermosensitive networks and biosourced hydrogels by Diels-Alder's reaction

Abstract

Les travaux de recherche réalisés, dans le cadre de la préparation de cette thèse ont pour objectif l’élaboration de nouveaux réseaux thermoréversibles biodégradables à base de polyglycolide (PGA) et d’hydrogels à base de polylactide (PLA) modifiés chimiquement au moyen du noyau furanique et du cycle maléimide. La réticulation du PGA, en suivant deux stratégies, en vue d’élaborer des réseaux thermoréversibles et biodégradables via la réaction de Diels-Alder a fait l’objet de la première partie de ce travail. Le but était entre autres de valoriser le PGA en conduisant à des structures réticulées avec des propriétés mécaniques requises tout en améliorant ses propriétés de stabilité. Des réseaux hybrides de PLA/PEG et PLA/PHEMA ont été ensuite synthétisés en phase fondu en adoptant la réaction de Diels-Alder comme mécanisme de réticulation. Une fois obtenus, leur mise au contact de l’eau conduit à la formation d’hydrogels. Les analyses structurales menées par RMN ont permis de confirmer la formation des structures attendues. La thermoréversibilité des réseaux obtenus a été montrée par des analyses rhéologiques. La morphologie des gels avant et après gonflement a été analysée par Microscopie Electronique à balayage. La dégradabilité des réseaux préparés a été examinée selon deux modes : hydrolytique et par les microorganismes en milieu aérobie.The research conducted for the preparation of this thesis aims to develop new thermoreversible and biodegradable polyglycolic-acid (PGA) based networks and polylactic-acid (PLA) based hydrogels, from polymers chemically modified by means of furanic, and maleimide cycle. The cross-linking of PGA to develop thermoreversible and biodegradable networks via the Diels-Alder reaction has been done by following two strategies and was the first part of this work. The aim was, among other things, to enhance the PGA by leading to reticulated structures with required mechanical properties while improving its stability properties. Hybrid networks of PLA / PEG and PLA / PHEMA were then synthesized in the melt by adopting the Diels-Alder reaction as a crosslinking mechanism. Once obtained, their contact with water leads to the formation of hydrogels. NMR structural analyzes confirmed the formation of expected structures. The thermoreversibility of the obtained networks has been shown by rheological analyzes. The morphology of the gels before and after swelling was analyzed by Scanning Electron Microscopy. The degradability of prepared networks was examined in two modes: hydrolytic and aerobic by microorganisms