Molécules, Nano-, Micro-Structures :

Thèmes de recherche

Auto-assemblage de matériaux polymères ou de micro/nano-particules

S.Gree, L.Josien, V.Luchnikov, J.-P. Malval, K.Mougin

L’auto-organisation de films minces de copolymères à blocs ou la déformation contrôlée de couches minces de polymères sont mises à profit pour obtenir des surfaces 2D à contraste chimique à l’échelle nanométrique pour le dépôt contrôlé de nanoparticules métalliques, ou des objets 3D (microtubes) pour le relargage contrôlé de molécules thérapeutiques.

Reprinted with permission from [Time-programmed release of fluoroscein isocyanate dextran from micro-pattern-designed
polymer scrolls, A. I. Egunov, A. Inaba,S. Gree, J-P. Malval, K. Tamura, Y. Saito., V. A. Luchnikov ; The Journal of Controlled Release 2016, 233, 39] © 2016 Elsevier B.V.

Publications

M. Rajab, K. Mougin, M. Derivaz, L. Josien, V. Luchnikov, J. Toufaily, K. Hariri, T. Hamieh, R. Lohmus, H. Haidara Colloids and Surfaces A-Physicochemical and Engineering Aspects 2015, 484, 508  DOI : 10.1016/j.colsurfa.2015.08.035                                                                                      

A. Egunov, A. Inaba, S. Gree, J.-P. Malval, K. Tamura, Y. Saito, V. Luchnikov The Journal of Controlled Release 2016, 233, 39 DOI : 10.1016/j.jconrel.2016.05.022

La libération contrôlée de médicaments à partir de capsules enroulées. Le contrôle de la cinétique de libération des médicaments à partir des dosages pharmacologiques, tels que les comprimés, les gélules, les patchs transdermiques, les suppositoires peut grandement améliorer l’effet thérapeutique, tout en réduisant les effets secondaires. La distribution non uniforme de médicaments dans des formes posologiques orales est une approche avancée de la programmation d’une cinétique optimisée de libération de médicament. Nous avons proposé une méthode simple et bon marché pour la création des capsules avec des distributions spatiales complexes arbitraires de médicaments. Des capsules sont formées en enroulant de fines bandes de biopolymères, tels que le chitosane ou la gélatine. L’enroulement transforme la distribution planaire du médicament le long d’une bande en une distribution 3D à l’intérieur de la capsule d’une manière bien définie. La cinétique de libération des médicaments et le temps de latence de libération ont été programmés par la position du réservoir de médicament à l’intérieur de la formulation.

Publications

Programming of drug release via rolling-up of patterned biopolymer films, R. Pedron, T. Vandamme, V. Luchnikov,  Nano Select 2021, 2,  948. DOI : 10.1002/nano.202000126 .This paper introduces the rolled-up release device on the base of chitosan films.

Biphasic Drug Release from Rolled-Up Gelatin Capsules with a Cylindrical Cavity, J. Mzoughi, T. Vandamme, V. Luchnikov,  Pharmaceutics 2021,  13 , 2040.DOI : 10.3390/pharmaceutics13122040 . This research is devoted to the rolled-up capsules on the base of gelatin.

Elaboration et stabilité d’assemblages particulaires 

L.Vonna

Publications

Le test de cavitation ultrasonore appliqué à la caractérisation des revêtements minces L Vonna and H Haidara – Techniques de l’Ingénieur 2016

Experimental Characterization of the Nanoparticle Size Effect on the Mechanical Stability of Nanoparticle-Based Coatings  W Heni, L Vonna, H Haidara – Nano Letters 2015 15 , 442

Size-Dependent Internalization Efficiency of Macrophages from Adsorbed Nanoparticle-Based Monolayers  Petithory, T ; Pieuchot, L ; Josien, L ; Ponche, A ; Anselme, K ; Vonna, L – Nanomaterials 2021 11,8

Mouillabilité de surfaces texturées

L.Vonna

Les thématiques de l’axe MNMS portent également sur la mouillabilité, et en particulier celles de surfaces texturées. Il a ainsi été développé des surfaces superhydrophobes par ablation laser d’élastomères de type PDMS (en collaboration avec IREPA Laser). La texture produite est telle que la mouillabilité ne peut plus être caractérisée par les techniques classiques, le piégeage d’air étant tel que la surface produit des plastrons d’air, stables sous l’eau (figure A et B ci-dessous). La balance de Wilhelmy et la technique du rebond de goutte (figure C ci-dessous) ont ainsi été utilisées pour caractériser plus en avant les propriétés de mouillabilité de ces surfaces. Par ailleurs, les propriétés d’adhérence de bactérie S. Aureus sur de ces surfaces ont été étudiées en fonction de ces propriétés de mouillage singulières.

(A) Photographie d’un plastron d’air formé à la surface d’un échantillon superhydrophobe immergé dans de l’eau reflet argenté), (B) image de microcopie électronique à balayage de la texture de surface imprimée sur un élastomère PDMS par laser femtoseconde conduisant au plastron sur l’image A, (C) comportement superhydrophobe de ce type de surface caractérisé par l’expérience du rebond de goutte

Publications

Role of Trapped Air in the Attachment of Staphylococcus aureus on Superhydrophobic Silicone Elastomer Surfaces Textured by a Femtosecond Laser M Mateescu, S Knopf, F Mermet, P Lavalle, L Vonna, Langmuir 2019  36, 1103

Mouillabilité des surfaces superhydrophobes et superoléophobes, L Vonna, Techniques de l’Ingénieur 2017

Tensiometric Characterization of Superhydrophobic Surfaces as Compared to the Sessile and Bouncing Drop Methods V Hisler, H Jendoubi, C Hairaye, L Vonna, V Le Houerou, F Mermet, M Nardin, H Haidara, Langmuir 2016 32, 7765

Photopolymères et matériaux fonctionnels pour la photostructuration

D.Berling, J.-P.Malval, K. Mougin, O.Soppera, A.Sprangenberg

Based on macro-photoiniferter induced photo-mediated RAFT polymerization, 3D microstructures with high resolution are fabricated by 3D direct laser writing. Due to the fidelity of the RAFT agent, “living” surfaces can be modified repeatedly using normal or stimuli-sensitive materials. Compared to traditional 3D printing, this strategy provides a simple method to customize microstructures and paves the way to multi-materials and 4D printing.

Publications

On-demand Editing of Surface Properties of Microstructures Made By 3D Direct Laser Writing via Photo-mediated RAFT polymerization X. Wu, B. Gross, B. Leuschel, K. Mougin, S. Dominici, S. Gree, V. Tkachenko, B. Cabannes-Boué, A. Chemtob, J. Poly, A. Spangenberg, Advanced Functional Materials 2021, 32, 2109446  DOI : 10.1002/adfm.202109446

Publications

Direct Laser Writing of Crystallized TiO2 and TiO2/Carbon Microstructures with Tunable Conductive Properties, S.-Y. Yu ; G. Schrodj ; K. Mougin ; J. Dentzer ; J.-P. Malval ; H.-W. Zan ; O. Soppera ; and A. Spangenberg, Advanced Materials 2018, 30, e1805093 DOI : 10.1002/adma.201805093

Procédés de photostructuration non-conventionnels

J.-P. Malval, B.Leuschel, K.Mougin, O. Soppera, A. Spangenberg

A fluorescent molecular rotor has been successfully exploited as a viscosity probe to reveal heterogeneity in multi-material microstructures made by two-photon polymerization. These results open the door to probe the 4D character of active 3D microstructures.

Publications

Investigation of two-photon polymerized microstructures using fluorescence lifetime measurements, X. Wu, M. Belqat, B. Leuschel, G. Noirbent, F. Dumur, K. Mougin and A. Spangenberg, Polymer Chemistry 2022, 13, 2902 DOI :  10.1039/D1PY01728D

This study focuses on the investigation of the Young’s modulus of 3D printed microstructures by Atomic Force Microscopy. Using the PeakForce QNM AFM mode, it was possible to determine the influence of the laser power and the monomer and their mixture on the micromechanical properties, in particular the Young’s modulus. The results obtained show that the increase in laser power increases the Young’s modulus of these raw materials, since it induces a stronger crosslinking density. Mixtures of resins have also been formulated inducing a Young’s modulus structure increase when increasing the amount of PETA. By combining these two approaches, tuning of the nanomechanical properties of the final microstructures on an unprecedented range covering 3 orders of magnitude, from MPa up to GPa have been successfully achieved.

Publications

Tuning nanomechanical properties of microstructures made by 3D direct laser writing, M. Belqat, X. Wu, L. P. Chia Gomez, J-P. Malval, S. Dominici, B. Leuschel, A. Spangenberg, K. Mougin, Additive Manufacturing 2021, 47, 102232 DOI : 10.1016/j.addma.2021.102232