Copolymères vinyliques avec une dégradation hydrolytique plus rapide que les polyesters aliphatiques et des températures de solution critiques supérieures ajustables

Nature Communications volume 13, Numéro d'article : 2873 (2022) Citer cet article

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Les polymères vinyliques font l'objet de recherches intensives en raison de leur facilité de synthèse et de la possibilité de fabriquer des matériaux fonctionnels bien définis. Cependant, leur non-dégradabilité conduit à des problèmes environnementaux et limite leur utilisation dans les applications biomédicales, permettant aux polyesters aliphatiques d'être toujours considérés comme l'étalon-or. La polymérisation radicalaire par ouverture de cycle des acétals de cétène cycliques est considérée comme l'approche la plus prometteuse pour conférer une dégradabilité aux polymères vinyliques. Cependant, ces matériaux présentent encore une faible dégradation hydrolytique et ne peuvent donc pas encore rivaliser avec les polyesters traditionnels. Ici, nous montrons qu'un système de copolymérisation simple à base d'acrylamide et d'acétals de cétène cyclique conduit à des copolymères bien définis et cytocompatibles avec une dégradation hydrolytique plus rapide que celle du polylactide et du poly(lactide-co-glycolide). De plus, en modifiant la nature de l'acétal de cétène cyclique, les copolymères peuvent être soit solubles dans l'eau, soit présenter des températures de solution critiques supérieures réglables pertinentes pour la libération de médicament déclenchée par une hyperthermie légère. Les copolymères diblocs amphiphiles issus de ce système peuvent également être formulés en nanoparticules thermosensibles dégradables par un procédé de nanoprécipitation tout eau.

Les polymères vinyliques sont des matériaux attractifs en raison de leur facilité de synthèse et de leur grande diversité en termes d'architectures, de compositions et de fonctionnalités, notamment depuis l'avènement de la polymérisation radicalaire par désactivation réversible (RDRP)1,2,3. Cependant, ils ne sont pas dégradables en raison de leur squelette carboné, ce qui crée des problèmes environnementaux et limite fortement leur utilisation pour des applications biomédicales. Par conséquent, les polyesters aliphatiques restent la référence, en particulier pour les applications biomédicales compte tenu de leur biocompatibilité et de leur dégradabilité. Pourtant, la possibilité de les fonctionnaliser facilement et d'ajuster leur structure et leur composition pour obtenir des matériaux avancés est plutôt limitée. Par conséquent, combiner les avantages des deux familles de polymères pour produire des matériaux dégradables de nouvelle génération reste un besoin non satisfait.

Dans ce contexte, de nombreux efforts ont été faits pour synthétiser des polymères vinyliques dégradables4. L'une des approches les plus puissantes repose sur l'introduction de groupes ester dans le squelette du polymère par polymérisation radicalaire par ouverture de cycle (rROP) d'acétals de cétène cycliques (CKA)5,6. Parmi eux, le 2-méthylène-1,3-dioxépane (MDO), le 5,6-benzo-2-méthylène-1,3-dioxépane (BMDO) ou le 2-méthylène-4-phényl-1,3-dioxolane (MPDL) sont de loin les plus utilisés7,8. Par exemple, la copolymérisation de monomères vinyliques courants avec des CKA par polymérisation radicalaire conventionnelle ou RDRP a fait l'objet d'une attention considérable8 pour concevoir des matériaux dégradables pour des applications dans l'administration de médicaments9,10,11, les technologies antibiofouling marines12,13,14, la transfection gène/ADN15, l'ingénierie tissulaire16 et autres17,18.

Pourtant, malgré des preuves de concept prometteuses, la faible dégradation hydrolytique des copolymères contenant du CKA dans des conditions physiologiques reste une limitation importante. En effet, même si leur dégradation hydrolytique dans des conditions accélérées est rapide, leur dégradation dans des conditions physiologiques prend généralement de plusieurs mois à un an pour atteindre une diminution d'au moins 50 % de la masse molaire, même avec l'oligo(éthylène glycol) méthyl éther méthacrylate (OEGMA) comme principal monomère vinylique19,20,21, ce qui peut être problématique pour certaines applications (bio-liées). Par conséquent, ces matériaux ne peuvent toujours pas rivaliser avec les polyesters les plus populaires comme le poly(acide lactique-co-glycolique) (PLGA) ou même le poly(acide lactique) (PLA). Leur dégradation enzymatique est également très limitée car seuls les copolymères comprenant des unités MDO de type polycaprolactone (PCL) ont montré une dégradation significative en présence d'enzymes spécifiques (par exemple, des lipases)21, alors que le cycle aromatique volumineux et/ou l'hydrophobicité trop élevée du BMDO et du MPDL obstruent drastiquement l'accès aux enzymes20,22. De plus, pour la conception de matériaux aux propriétés physico-chimiques avancées, d'auto-assemblage ou de réponse aux stimuli8, le CKA est souvent utilisé au moins comme troisième comonomère et dans un seul but ; qui confère la dégradabilité. Cela rend la synthèse plus complexe et, en raison de la forte hydrophobicité des CKA et/ou des réactions secondaires lors des polymérisations, a souvent un impact néfaste sur les propriétés ciblées (par exemple, la solubilité des copolymères hydrosolubles11, la stabilité colloïdale et la distribution granulométrique des nanoparticules23, la réactivité des matériaux24,25 aux stimuli). Par conséquent, permettre au CKA de combiner deux propriétés différentes serait un progrès important.

Toutes ces limitations sont de la plus haute importance et représentent de sérieux obstacles au développement de polymères vinyliques avancés pour des applications biomédicales, tels que les polymères vinyliques thermosensibles qui sont très prometteurs pour des applications potentielles en bio-ingénierie et en nanomédecine26. Ils peuvent présenter soit une température de solution critique inférieure, soit une température de solution critique supérieure (UCST); ce dernier étant considéré comme une caractéristique très attrayante pour la libération de médicaments déclenchés par une hyperthermie légère. Cependant, non seulement les polymères vinyliques thermosensibles dégradables ont reçu très peu d'attention17,22,27,28,29,30,31,32, en particulier les polymères UCST33,34, mais ils présentent tous une faible dégradation hydrolytique et la synthèse de copolymères vinyliques UCST bien définis qui peuvent se dégrader dans l'eau n'a jamais été rapportée.

Ici, nous rapportons un système de copolymérisation à base d'acrylamide (AAm) qui contourne les limitations mentionnées précédemment associées à la rROP des CKA. Il a permis la synthèse de copolymères vinyliques bien définis et cytocompatibles présentant : (i) une dégradation hydrolytique rapide dans l'eau ou le PBS, plus rapide que celle du PLA et même du PLGA, ce qui est sans précédent dans le domaine des matériaux vinyliques, et (ii) une hydrosolubilité complète ou une UCST accordable et nette dans des conditions pratiquement pertinentes pour lesquelles le CKA fait partie intégrante du mécanisme de thermosensibilité, simplifiant ainsi grandement le système (Fig. 1). Pour démontrer le grand intérêt de ces blocs de construction pour les applications biomédicales, nous avons également synthétisé des copolymères diblocs amphiphiles à base de PEG qui ont été formulés en nanoparticules (NP) par un procédé de nanoprécipitation toute eau en raison de leur UCST. Il a ainsi évité l'utilisation de solvants organiques souvent problématiques pour le développement pharmaceutique, ce qui est également inédit dans le domaine pharmaceutique. Ces nanoparticules présentaient à la fois des transitions UCST et LCST, conduisant ainsi à des nanoparticules doublement thermosensibles et dégradables.

Synthèse de copolymères bien définis de poly(acrylamide-co-cétène acétal) (P(AAm-co-CKA)) par copolymérisation réversible par transfert de chaîne par addition-fragmentation (RAFT) entre AAm et CKA, qui présentent une température de solution critique supérieure (UCST) accordable et biologiquement pertinente, et une dégradation hydrolytique plus rapide que le polylactide (PLA) et le poly(acide lactique-co-glycolique) (PLGA).

La conception du système de copolymérisation reposait sur une simple analogie structurelle avec les copolymères de poly(acrylamide-co-styrène) (P(AAm-co-S)) qui sont connus pour présenter une UCST en solution aqueuse dans la plage de 50 à 62 °C, en raison de liaisons hydrogène réversibles entre les chaînes de copolymères en dessous de l'UCST et avec les molécules d'eau au-dessus35. Ces copolymères ont cependant reçu peu d'attention par rapport à leurs homologues UCST contenant de l'acrylonitrile; à savoir les copolymères poly(acrylamide-co-acrylonitrile) (P(AAm-co-AN))26,36. Néanmoins, nous avons postulé que le remplacement du styrène par des unités CKA contenant un cycle aromatique, telles que MPDL ou BMDO, pourrait être une voie directe vers des copolymères UCST dégradables dans lesquels le CKA conférerait à la fois la dégradabilité et régirait la thermoréactivité, idéalement dans une plage de température beaucoup plus large. Il a également été postulé que ce système de copolymérisation serait compatible avec RDRP pour donner accès à des architectures bien définies et que celles-ci seraient plus sujettes à la dégradation hydrolytique que tout autre copolymère vinylique contenant du CKA synthétisé jusqu'à présent étant donné la très haute solubilité dans l'eau des fragments AAm qui favoriseraient une solvatation efficace des groupes ester (Fig. 2).

Copolymérisation médiée par RAFT entre l'acrylamide (AAm) et les acétals de cétène cycliques (CKA), tels que le 2-méthylène-4-phényl-1,3-dioxolane (MPDL), le 5,6-benzo-2-méthylène-1,3-dioxépane (BMDO) et le 2-méthylène-1,3-dioxépane (MDO).

Afin de déterminer le CKA contenant le cycle aromatique le plus approprié pour conférer la dégradabilité et régir la thermosensibilité, les premières copolymérisations ont été réalisées avec le MPDL en raison de sa structure radicalaire ouverte très proche de celle du styrène. Les copolymères P(AAm-co-MPDL) (P0–P4, tableau 1) ont été obtenus par copolymérisation médiée par RAFT d'AAm et de fractions molaires initiales variables de MPDL (fMPDL,0 = 0–0,8) à 8 M dans du diméthylsulfoxyde anhydre (DMSO) pendant 16 h en utilisant l'acide 4-cyano-4-[(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque (CDSPA) comme agent de transfert de chaîne (CTA) et azobisisobutyronitrile (AIBN) comme initiateur. Des conversions de monomères élevées ont été obtenues et les copolymères présentaient des poids moléculaires compris entre 8, 3 et 28, 3 kg mol-1 avec des dispersités généralement faibles (Đ = 1, 2–1, 3) (Fig. 3a, c). Par résonance magnétique nucléaire (RMN) 1H, il a été montré que la fraction molaire de MPDL dans le copolymère (FMPDL) variait de 0, 038 à 0, 108 avec 46% d'unités MPDL ouvertes en moyenne (Fig. 3b). En outre, plus il y a de MPDL dans l'alimentation en comonomère, plus le poids moléculaire est faible, comme on l'a vu précédemment avec d'autres paires de monomères CKA/vinyle23,37,38.

un tracé cinétique de conversion en fonction du temps de la copolymérisation RAFT de AAm avec MPDL (tableau 1, P0 – P4) dans du DMSO anhydre initié par AIBN à 70 ° C. Conversion = conversion AAm telle que déterminée par RMN 1H; b Spectre RMN 1H (300 MHz, DMSO-d6) dans la région 0–9 ppm des copolymères P(AAm-co-MPDL) P0–P4 (Tableau 1) ; c évolution des chromatogrammes SEC des copolymères P(AAm-co-MPDL) P0–P4 en fonction du FMPDL ; d variation de la transmittance de la solution en fonction de la température des copolymères P(AAm-co-MPDL) en solution P2–P4 dans l'eau à 10 mg mL−1 (1 °C min−1, lignes pleines et pointillées pour le refroidissement et le chauffage, respectivement) ; e évolution des chromatogrammes SEC à un temps différent lors de la dégradation hydrolytique en conditions accélérées (5% poids de KOH) du copolymère P(AAm-co-MPDL) P4.

La solubilité des différents copolymères dans l'eau (10 mg mL-1) a ensuite été testée par des mesures de transmittance réalisées entre 5 et 50 °C (Fig. 3d). Alors que PAAm (P0) et P (AAm-co-MPDL) avec FMPDL = 0, 038 (P1) étaient entièrement solubles dans l'eau indépendamment de la température, les copolymères avec des quantités plus élevées de MPDL (P2 – P4) ont montré une transition nette de type UCST lors du refroidissement. De plus, faire varier le FMPDL de 0, 043 à 0, 108 a permis d'affiner la thermosensibilité, comme le montre l'augmentation du point de trouble (Tcp) de 15 à 38 ° C (Fig. 1 supplémentaire). Les copolymères P(AAm-co-MPDL), P2 et P3 ont donné une UCST lors du refroidissement mais pas lors du chauffage en raison de la formation d'agrégats stables. Cependant, une transition réversible a été observée pour le copolymère avec la teneur en MPDL la plus élevée (P4), qui a donné le même point de trouble près de la température corporelle (Tcp = 38 ° C) à chaque fois. La dégradation des copolymères P(AAm-co-MPDL) a ensuite été effectuée dans des conditions accélérées (c'est-à-dire 5 % en poids d'hydroxyde de potassium aqueux (KOH) pour sonder la présence de groupes ester ouverts. (SEC) (Fig. 3e et Fig. 2 supplémentaire). Bien qu'importante, cette dégradation est cependant apparue plus faible que prévu selon les valeurs théoriques de Mn après dégradation (Mn, deg. théo., Tableau 1). Cela peut s'expliquer non seulement par la quantité limitée de MPDL insérée dans le copolymère en raison de la propension des CKA à difficilement se copolymériser avec la plupart des monomères acryliques, mais également par la fraction importante d'unités MPDL retenues par le cycle.

Pour confirmer le rôle clé du cycle aromatique du CKA dans l'établissement de l'UCST et donc la pertinence de l'analogie structurelle entre les copolymères P(AAm-co-MPDL) et P(AAm-co-S), nous avons synthétisé des copolymères similaires avec MDO en tant que CKA (Tableau 1, P5-P8, Fig. 3 et 4 supplémentaires). Des caractéristiques macromoléculaires comparables ont été obtenues malgré l'augmentation des dispersités lors de l'augmentation de la fraction molaire initiale de MDO (Mn, exp = 14–53,4 kg mol−1, Đ = 1,7–4,4, Fig. 5 supplémentaire). Les copolymères ont été dégradés avec succès dans des conditions accélérées avec une diminution allant jusqu'à 88% de Mn (Fig. 6 supplémentaire). Cependant, aucun des copolymères P (AAm-co-MDO) n'a montré d'UCST malgré une large gamme de compositions (FMDO = 0, 095–0, 44) testées. Tous les copolymères étaient en effet solubles dans l'eau sur la plage de température de 0 à 100 ° C, à l'exception de celui ayant la teneur en MDO la plus élevée (P8), qui était insoluble dans l'eau (Fig. 7 supplémentaire). Il est à noter que des copolymères P(AAm-co-MDO) thermosensibles peuvent toujours être obtenus, mais par un procédé de polymérisation radicalaire produisant des structures mal définies comprenant des branches PMDO qui étaient responsables de la thermosensibilité, mais empêchaient la solubilité complète dans l'eau des copolymères, dont la dégradation n'a pas été démontrée33.

Ces résultats ont confirmé notre hypothèse car ils ont montré qu'une simple copolymérisation médiée par RAFT entre AAm et un CKA contenant un cycle aromatique tel que MPDL permettait la synthèse directe de copolymères vinyliques UCST bien définis et dégradables en raison de la présence de donneurs de liaisons hydrogène (groupe NH de l'amide primaire dans les unités AAm) et accepteurs (centre des cycles phényle dans les unités MPDL)39.

L'AAm a ensuite été copolymérisé avec le BMDO en tant que second cycle aromatique contenant du CKA dans des conditions similaires pour : (i) évaluer la faisabilité de copolymères bien définis, dégradables et UCST P (AAm-co-BMDO) et (ii) pour déterminer le meilleur système de copolymérisation avant d'autres investigations physico-chimiques et bio-liées. Au-delà des différences potentielles en termes d'insertion de CKA et de quantité d'unités à cycle ouvert entre MPDL et BMDO, nous avons également soupçonné que la différence de position du cycle aromatique entre ces deux monomères pouvait avoir un impact sur l'établissement de liaisons hydrogène et donc sur la thermosensibilité.

Des copolymères P(AAm-co-BMDO) (P9-P17, Tableau 2) ont été obtenus à 0,8 M dans du DMSO anhydre car les copolymérisations effectuées entre 2 et 8 M ont donné des solutions trop visqueuses en <1 h et des proportions plus importantes de BMDO fermé (Tableau complémentaire 1 et Figs. 8 et 9 supplémentaires). En faisant varier fBMDO, 0 de 0 à 0, 55, les conversions de monomères après 16 h étaient comprises entre 96 et 67%, et plus il y avait de BMDO dans l'alimentation, plus la conversion était faible (Fig. 4a). Les masses moléculaires des copolymères variaient de 18,6 à 6,1 kg mol-1 avec des dispersités plutôt faibles (Đ = 1,2–1,5) (Fig. 4c). Une cinétique de copolymérisation complète a également été réalisée pour P13 via un prélèvement d'échantillon à intervalles réguliers pour s'assurer de la croissance linéaire du copolymère avec conversion (Fig. 10 supplémentaire). Remarquablement, il a été montré par RMN 1H que non seulement des teneurs plus élevées en BMDO pouvaient être introduites par rapport au MPDL à des rapports d'alimentation similaires (par exemple, fBMDO, 0 = 0,50 et fMPDL, 0 = 0,80 ont conduit à un FCKA relativement proche de 0,102 et 0,108, respectivement), mais le pourcentage moyen d'unités BMDO à cycle ouvert était beaucoup plus élevé qu'avec MPDL (89 contre 46 %, respectivement), ce qui suggère une plus grande sus sensibilité à l'hydrolyse (Fig. 4b). Compte tenu de ce fort avantage, nous avons donc décidé de sélectionner le système de copolymérisation AAm/BMDO pour une évaluation plus approfondie. Les rapports de réactivité de AAm / BMDO ont été déterminés comme étant rAAm = 13, 02 et rBMDO = 0, 23, en utilisant la méthode des moindres carrés non linéaires (Fig. 11 supplémentaire) 40, 41. Ces valeurs sont assez similaires à celles rapportées pour la copolymérisation du BMDO avec le N-isopropylacrylamide (NIPAAm) (rNIPAAm = 7,31 et rBMDO = 0,11 à 120 °C)42.

un tracé cinétique de conversion en fonction du temps à partir de la polymérisation RAFT de AAm avec BMDO dans du DMSO anhydre initiée par AIBN à 70 ° C. Conversion = conversion AAm telle que déterminée par RMN 1H; b Spectre RMN 1H (300 MHz, DMSO-d6) dans la région 0–9 ppm des copolymères P(AAm-co-BMDO) P9–P17 (Tableau 2) ; c évolution des chromatogrammes SEC des copolymères P(AAm-co-BMDO) P9–P17 en fonction du FBMDO ; d variation de la transmittance de la solution en fonction de la température de la solution de copolymères P(AAm-co-BMDO) P13–P17 dans l'eau à 10 mg mL−1 (1 °C min−1, lignes pleines et pointillées pour le refroidissement et le chauffage, respectivement) ; e variation du diamètre moyen d'intensité (Dz) de DLS en fonction de la température de la solution de copolymères P(AAm-co-BMDO) P13–P17 dans l'eau (10 mg mL−1) lors du refroidissement (1 °C min−1) ; f évolution du Tcp mesuré par UV au chauffage en fonction du FBMDO pour les copolymères P13-P17 (la ligne bleue pointillée est une régression linéaire à titre indicatif pour les yeux uniquement).

Comme prévu, les copolymères P (AAm-co-BMDO) présentaient également des transitions UCST nettes lors du refroidissement et du chauffage, à condition qu'ils contiennent suffisamment de BMDO (Fig. 4d). En effet, PAAm (P9) et P (AAm-co-BMDO) avec FBMDO = 0, 017–0, 068 (P10 – P12) étaient entièrement solubles dans l'eau sur la plage de température de 0 à 100 ° C, tandis que les copolymères P13 – P17 donnaient une augmentation de Tcp de 25 à 52 ° C avec FBMDO (Fig. 12 supplémentaire). Surtout, cela a permis d'obtenir une gamme d'UCST adaptée aux applications biomédicales puisque les températures ambiante et corporelle étaient couvertes simplement en ajustant la teneur en BMDO dans le copolymère. De plus, l'utilisation de BMDO à la place de MPDL a permis d'obtenir une UCST entièrement réversible avec une hystérésis minimale entre le refroidissement et le chauffage pour tous les copolymères thermosensibles (Fig. 4d). Cela a également permis une augmentation plutôt linéaire de Tcp avec FBMDO et une plage beaucoup plus large de Tcp à couvrir pour une plage plus étroite de teneur en CKA (ΔTcp = 27 ° C pour ΔFBMDO = 0, 035 contre Δ Tcp = 23 ° C pour Δ FMPDL = 0, 065) (Fig. 4f). Ce dernier point montre qu'un réglage fin du Tcp ne se fait pas au détriment de fortes variations de la composition du copolymère et de sa dégradation attendue. À titre de comparaison, les copolymères vinyliques P(AAm-co-S) non dégradables présentaient un comportement UCST sur une plage beaucoup plus étroite de température et de composition de copolymère (ΔTcp = 12 °C pour ΔFS = 0,02)35.

La diffusion dynamique de la lumière (DLS) a été utilisée pour surveiller les changements de diamètre moyen d'intensité (Dz) des copolymères thermosensibles dans l'eau lors du refroidissement et du chauffage, et a représenté les valeurs de Tcp en excellent accord avec celles obtenues par les mesures de transmission (Fig. 4e et Supplémentaire Fig. 13). Au-dessus de l'UCST, les copolymères étaient entièrement solubles et caractérisés par un Dz moyen d'environ 10 nm alors que, lors du refroidissement, le Dz moyen augmentait brusquement à ~ 2–5 µm, démontrant la formation d'agrégats. La formation de tels agrégats a également été surveillée par microscopie optique (Fig. 14 supplémentaire).

Pour mieux comprendre le comportement UCST de ce système de copolymérisation, la dépendance du point de trouble sur le poids moléculaire pour une valeur fBMDO,0 fixe et sur la concentration en copolymère a également été étudiée. Des copolymérisations supplémentaires avec fBMDO, 0 = 0, 4 ont d'abord été réalisées en ciblant des degrés moyens de polymérisation, DPn, th, de 400 et 600 (P18 et P19, respectivement, tableau supplémentaire 2) à comparer avec P13 (DPn, th = 200). Plus DPn, th est élevé, plus le poids moléculaire est élevé (Mn, exp = 7,6–10,2 kg mol−1, Đ = 1,4–1,8), mais plus la conversion et la teneur en BMDO sont faibles (Fig. 5a et Fig. 15 supplémentaire). Ces résultats sont en accord avec les rapports de réactivité défavorables qui donnent des copolymères de type gradient entraînant un enrichissement progressif en CKA le long de la chaîne du copolymère. Par conséquent, lorsque la conversion est inférieure, le contenu BMDO l'est également. Cela a des conséquences directes sur l'UCST des copolymères car le Tcp a été déplacé vers des températures plus basses (de ~ 23 à ~ 12 ° C, mesurées par transmittance et DLS), en raison de séquences AAm plus longues qui favorisent les interactions polymère-eau (Fig. 5b et c).

a Evolution des chromatogrammes SEC des copolymères P(AAm-co-BMDO) avec le degré de polymérisation moyen visé (DPn, th) ; b variation de la transmittance de la solution en fonction de la température des copolymères P(AAm-co-BMDO) P13 et P18–P19 en solution dans l'eau à 10 mg mL−1 après refroidissement (1 °C min−1) ; c Variation du diamètre moyen d'intensité (Dz) de DLS en fonction de la température des copolymères P(AAm-co-BMDO) P13 et P18–P19 en solution dans l'eau (10 mg mL−1) lors du refroidissement (1 °C min−1) pendant le cycle de température ; d variation de la transmittance de la solution en fonction de la température de P(AAm-co-BMDO) P13 à différentes concentrations dans l'eau, c'est-à-dire 1, 2,5, 5 et 10 mg mL−1 lors du refroidissement (1 °C min−1).

La dépendance de l'UCST à la concentration en copolymère a ensuite été étudiée en mesurant la Tcp de solutions aqueuses de P(AAm-co-BMDO) P13 à différentes concentrations allant de 1 à 10 mg mL-1 (Fig. 5d). Semblable aux copolymères UCST à base d'AAm non dégradables35,43,44, le Tcp a progressivement diminué avec la dilution du copolymère (de 25 °C à 10 mg mL-1 à 20 °C à 2,5 mg mL-1), jusqu'à ce que le copolymère perde son UCST à 1 mg mL-1. À faible concentration de copolymère, les interactions hydrophobes intra- et intermoléculaires copolymère-copolymère étaient moins favorisées par rapport aux interactions hydrophiles copolymère-eau, entraînant des valeurs de Tcp plus faibles.

Dans l'ensemble, le ciblage de différents DPn à une valeur fBMDO,0 fixe et la variation de la concentration en copolymère offraient également indépendamment la possibilité d'ajuster la réponse thermique des copolymères P(AAm-co-BMDO).

La dégradation des copolymères P(AAm-co-BMDO) a ensuite été évaluée dans trois conditions différentes : (i) dégradation hydrolytique dans des conditions accélérées (5 % en poids de KOH, ta) ; (ii) dégradation hydrolytique dans des conditions physiologiques (PBS, pH 7,4, 37 ° C) et (iii) dégradation enzymatique à l'aide de lipases (Candida antartica, PBS, pH 7,4, 37 ° C) (tableau supplémentaire 3).

En raison de leurs proportions plus élevées de BMDO à cycle ouvert que de leurs homologues contenant du MPDL à des compositions similaires, la dégradation des copolymères P (AAm-co-BMDO) dans des conditions accélérées était beaucoup plus prononcée, comme le montrent les déplacements significatifs des traces SEC vers un Mn inférieur même pour les copolymères à faible teneur en BMDO (tableau 2 et figures supplémentaires 16 et 17). En effet, 1,7 mol.% BMDO a déjà entraîné une diminution de 45% de Mn (P10), et de très fortes dégradations jusqu'à 90% de diminution de Mn ont été observées pour des valeurs de FBMDO plus élevées, avec un assez bon accord avec les valeurs prédites. La RMN 1H a montré la disparition presque complète des caractéristiques maximales du proton h à 4, 9–5, 2 ppm en position alpha par rapport au groupe ester du BMDO, confirmant ainsi le clivage des groupes ester (Fig. 18 supplémentaire).

Remarquablement, les copolymères P (AAm-co-BMDO) ont tous présenté une dégradation hydrolytique extrêmement rapide dans des conditions physiologiques, qu'ils soient entièrement solubles dans l'eau (P10-P12) ou thermosensibles avec un UCST inférieur (P13) ou supérieur à 37 ° C (P17). La diminution de Mn, qui n'était régie que par la teneur en BMDO, était de l'ordre de 21 à 58 % après seulement 24 h et de 43 à 67 % après 7 jours (Fig. 6a, b). L'homogénéité des produits de dégradation a également été démontrée par les déplacements homogènes des chromatogrammes SEC et la dispersité constante des produits de dégradation avec le temps, à l'exception de P8 qui présente la plus grande quantité de MDO (FMDO = 0, 44) (Fig. 19 supplémentaire). Non seulement ces cinétiques de dégradation étaient beaucoup plus rapides que celles de tous les copolymères vinyliques contenant du CKA signalés jusqu'à présent (voir la Fig. 20 supplémentaire pour une comparaison avec la littérature), mais elles étaient également plus rapides que celles des polyesters aliphatiques traditionnels comme le PLA et même le PLGA dans les mêmes conditions (Fig. 6b et Fig. 21 supplémentaire), ce qui est sans précédent pour les copolymères vinyliques. Considérant que d'autres copolymères hydrophiles contenant du CKA (par exemple, P (OEGMA-co-MPDL), P (GMA-co-BMDO)) 19, 20 présentent une dégradation hydrolytique beaucoup plus lente dans des conditions physiologiques que les homologues AAm, cela met en évidence le rôle crucial de AAm dans la dégradation hydrolytique très rapide des copolymères P (AAm-co-CKA). Cela s'explique probablement par l'hydrophilie très élevée des fragments AAm conduisant à une absorption d'eau optimale et à une solvatation efficace des groupes ester. Ces résultats représentent une avancée importante car, pour la première fois, un système de copolymérisation a permis de contourner la dégradation hydrolytique très lente dans des conditions physiologiques des copolymères vinyliques contenant du CKA et de surpasser la dégradation hydrolytique des polyesters aliphatiques traditionnels. Il est également intéressant de noter que la dégradation a également été réalisée avec succès dans de l'eau déionisée (pH ~ 5, 5) et a entraîné une diminution de Mn de près de 40% pour P17 après seulement 3 jours (Fig. 22 supplémentaire). Cette cinétique de dégradation rapide a également été observée par des mesures UV lors de cinq cycles consécutifs de refroidissement et de chauffage de la solution de copolymère P(AAm-co-BMDO) P13 dans l'eau effectués sur une période de 7 h (Fig. 23 supplémentaire). Le point de trouble mesuré était notamment affecté du premier au cinquième cycle, comme en témoigne une diminution de ~ 1 à 2 ° C après chaque cycle, probablement en raison de la dégradation continue du copolymère. Fait intéressant, un tel réglage de la transition UCST pendant la dégradation est une caractéristique supplémentaire intéressante qui avait été montrée sur des copolymères vinyliques contenant des liaisons disulfure30 ou thioesters34, mais jamais auparavant sur des polymères à base de CKA.

a Evolution des chromatogrammes SEC à différents temps lors de la dégradation hydrolytique dans du PBS (pH 7,4, 37 °C) de copolymères P(AAm-co-BMDO) (Tableau 2, P9–P13 et P17) en fonction FBMDO : (1) P9 (FBMDO = 0, pas de Tcp) ; (2) P10 (FBMDO = 0,017, pas de Tcp); (3) P11 (FBMDO = 0,027, pas de Tcp); (4) P12 (FBMDO = 0,068, pas de Tcp); (5) P13 (FBMDO = 0,093, Tcp = 25 °C) et (6) P17 (FBMDO = 0,128, Tcp = 52 °C). b Évolution de la masse molaire moyenne en nombre, Mn, avec le temps au cours de la dégradation hydrolytique dans des conditions physiologiques (PBS, pH 7,4, T = 37 °C) de : (1) PAAm (P9), P(AAm-co-BMDO) copolymères P10–P13 et P17 et (2) PLA et PLGA ; c évolution du Mn dans le temps lors de la dégradation enzymatique avec des lipases (Candida antartica, PBS, pH 7,4, T = 37 °C) de : (1) PAAm (P9), P(AAm-co-BMDO) copolymères P13 et P17 et (2) PLA et PLGA.

Fait intéressant, malgré leur manque de thermosensibilité, les copolymères P (AAm-co-MDO) ont également présenté une dégradation hydrolytique rapide dans des conditions physiologiques, qu'ils soient solubles dans l'eau (P6) ou insolubles dans l'eau (P8) (Figs. 24 et 25 supplémentaires). Leur cinétique de dégradation était similaire à celle des copolymères P (AAm-co-BMDO) avec une diminution de Mn de l'ordre de 65 à 75 % après 7 jours. Ces résultats ont donc élargi le champ d'application du système de copolymérisation AAm/CKA car selon la nature de la CKA et de sa teneur, des copolymères hydrosolubles, insolubles ou UCST bien définis à dégradation hydrolytique rapide dans des conditions physiologiques/eau peuvent être facilement synthétisés.

Les copolymères PAAm, P(AAm-co-BMDO) P13 et P17 et P(AAm-co-MDO) P6 et P8 ont également été soumis à une dégradation enzymatique dans du PBS à 37 °C en présence de lipases de Candida antartica, une sous-classe d'estérases. Alors que le Mn de PAAm est resté constant dans le temps, les cinétiques de dégradation de P13 et P17 étaient assez similaires à celles réalisées dans des conditions physiologiques et atteignaient ~ 60% après 7 jours (Fig. 6c et Fig. Supplémentaire 26). Nous avons néanmoins soupçonné que, compte tenu de la dégradation hydrolytique rapide dans le PBS de ces copolymères, il était difficile de déterminer la contribution des enzymes et que la diminution de Mn sur la figure 6c reflétait principalement la contribution de la dégradation hydrolytique. En ce qui concerne les copolymères contenant du MDO, le P8 a été dégradé plus rapidement par voie enzymatique qu'hydrolytique (en particulier dans les 3 premiers jours), probablement en raison de sa teneur élevée en MDO, alors que la tendance inverse a été obtenue pour le P6 (Figs. 27 et 28 supplémentaires).

Reconnaissant qu'il est essentiel d'évaluer la sécurité des matériaux développés avant toute utilisation biopharmaceutique, une petite bibliothèque de copolymères hydrosolubles ou UCST contenant du BMDO avec une teneur variable en BMDO (P9-P14 et P17, FBMDO = 0-0,128, tableau 2) et Mn (P13 et P18-P19, Mn, exp = 7,6-10,2 kg mol-1, tableau supplémentaire 2) a été testé sur trois lignées cellulaires saines représentatives pour étudier tout effet cytotoxique sur la base d'essais de viabilité cellulaire et d'observations de morphologie cellulaire (Fig. 7 et Fig. 29 à 32 supplémentaires). Les lignées cellulaires testées étaient : (i) les fibroblastes murins (NIH/3T3), qui sont l'une des lignées cellulaires de fibroblastes les plus couramment utilisées ; (ii) les cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine (HUVEC), qui sont très sensibles et donnent une réponse rapide aux stimuli externes et (iii) les macrophages murins (J774.A1), qui sont des cellules monocytes typiques qui jouent un rôle important dans la phagocytose45,46.

a Viabilité cellulaire (test MTT) après incubation de : (1) cellules NIH/3T3 ; (2) cellules HUVEC; et (3) cellules J774.A1 avec des copolymères P(AAm-co-BMDO) en fonction de la teneur en BMDO (P9-P14 et P17, tableau 2) à 0,01 et 0,1 mg mL-1. Les résultats ont été exprimés en pourcentage d'absorption des cellules traitées (n = 3 pour chaque condition, les barres d'erreur représentent la moyenne ± SD) en comparaison avec les valeurs obtenues à partir de cellules témoins non traitées ; b images optiques de cellules NIH/3T3 (première colonne, a–h), cellules HUVEC (deuxième colonne, I–P) et cellules J774.A1 (troisième colonne, Q–X) prises par microscopie optique après traitement pendant 72 h avec des copolymères P(AAm-co-BMDO) (0,1 mg mL−1) : Ligne 1 : cellules non traitées ; ligne 2 : P9 ; ligne 3 : P10 ; ligne 4 : P11 ; ligne 5 : P12 ; ligne 6 : P13 ; ligne 7 : P14 ; ligne 8 : P17. Barre d'échelle = 100 μm.

Dans l'ensemble, tous les copolymères testés ont montré des viabilités cellulaires élevées (75 à 100 %) par dosage MTT (bromure de 3-[4,5-diméthylthiazol-2-yl]-2,5 diphényltétrazolium) sur les trois lignées cellulaires à 0, 01 et 0, 1 mg mL-1 (Fig. 7a et Fig. 29 supplémentaire). De plus, aucune tendance claire n'a été observée puisque ni la présence ni l'absence d'une transition UCST, ni la teneur en BMDO, ni la plage de DPn, th testée ne semblaient influencer la viabilité cellulaire. De plus, la variation de la température de transition sur une large gamme de valeurs (Tcp = 12–52 °C) n'affecte pas non plus la cytotoxicité. Il convient également de mentionner que le temps d'incubation de 72 h avec des cellules (pour permettre au moins deux temps de doublement cellulaire pour effectuer des tests MTT pertinents) combiné à la dégradation hydrolytique rapide des copolymères, suggère que ni les copolymères de départ ni leurs produits de dégradation n'étaient toxiques pour les cellules. Ce point est clé car il représente une indication importante concernant la biocompatibilité ultime des copolymères.

Les observations de la morphologie cellulaire après une incubation de 72 h avec les différents copolymères ont confirmé les résultats de la viabilité cellulaire, car aucune preuve d'effets toxiques n'a été constatée par rapport aux cellules non traitées ou aux cellules traitées avec du PAAm non modifié (Fig. 7b et Fig. 30–32 supplémentaires). En effet, aucune différence de taille, de forme, de densité cellulaire ou de prolifération cellulaire n'a été observée quel que soit le copolymère, sa concentration ou la lignée cellulaire testée.

Cette étude de cytotoxicité suggère donc que le PAAm modifié chimiquement en introduisant des unités BMDO dans son squelette n'a pas affecté négativement la viabilité cellulaire et la morphologie de trois lignées cellulaires saines représentatives.

Pour illustrer la polyvalence de ce système de copolymérisation, le copolymère P (AAm-co-BMDO) P13 a d'abord été étendu avec succès avec AAm via une polymérisation RAFT à 70 ° C pendant 2 h pour produire un copolymère dibloc P (AAm-co-BMDO) -b-PAAm (Mn, exp = 18,2 kg mol-1, Đ = 1,6). Malgré un léger élargissement de la dispersité, un déplacement progressif des traces SEC vers des poids moléculaires plus élevés a été montré. Son bloc sacrificiel P (AAm-co-BMDO) a ensuite été partiellement dégradé dans des conditions hydrolytiques pour donner un copolymère à Mn inférieur (Mn, exp = 16, 1 kg mol-1, Đ = 1, 5) comme le montre la SEC (Fig. 33 supplémentaire).

L'ingénierie macromoléculaire a ensuite été étendue à la synthèse de copolymères diblocs amphiphiles P(AAm-co-BMDO)-b-POEGMA pour une application dans la formulation de nanoparticules UCST dégradables, pégylées à des fins d'administration de médicaments. Pour déterminer la voie de synthèse la plus efficace, de tels copolymères ont été obtenus par RAFT dans du DMSO anhydre à 70 °C soit : (i) extension de chaîne d'un agent macro RAFT POEGMA (Mn, exp = 7400 g mol−1, Đ = 1,1) par un mélange 50:50 d'AAm et de BMDO (P20) ou (ii) extension de chaîne d'un agent macro-RAFT P(AAm-co-BMDO) (Mn, exp = 4800 g mol−1, Đ = 1,5, FBMDO = 0,069) par OEGMA (P21) (tableau complémentaire 4 et fig. 8a). Dans les deux cas, les copolymères diblocs souhaités ont été obtenus avec FBMDO ~ 0, 06 et> 86% de BMDO ouvert, évalués par RMN 1H et SEC, ainsi qu'un meilleur contrôle (Đ = 1, 3 vs 1, 9) en partant d'un agent macro-RAFT P (AAm-co-BMDO) (P21) (Figs. 34 et 35 supplémentaires). Comme observé par les mesures de transmittance (tableau supplémentaire 4), les deux copolymères ont réussi à conserver leurs propriétés UCST avec un léger décalage des valeurs Tcp vers des valeurs inférieures proches de la température ambiante (Tcp ~ 17–20 ° C) par rapport à un copolymère similaire P (AAm-co-BMDO) (P14). Cela est probablement dû à l'influence du bloc POEGMA soluble dans l'eau, comme on l'a déjà vu avec d'autres systèmes44. Fait intéressant, la présence du bloc POEGMA a également conféré une transition LCST au copolymère à ~ 73 ° C (Fig. 8b), et les trois états de solubilité différents peuvent être atteints de manière réversible lors d'une oscillation de température (Film supplémentaire 1).

a Synthèse de copolymères diblocs amphiphiles POEGMA-bP(AAm-co-BMDO) (P20) et P(AAm-co-BMDO)-b-POEGMA (P21) par polymérisation RAFT à 70 °C dans du DMSO anhydre en utilisant POEGMA ou P(AAm-co-BMDO) comme macro-CTA, respectivement ; b variation de la transmittance de la solution en fonction de la température et images associées de la solution de copolymères dibloc P(AAm-co-BMDO)-b-POEGMA doublement thermosensible P20–P21 dans l'eau à 10 mg mL−1 (1 °C min−1, lignes pleines et pointillées pour le refroidissement et le chauffage, respectivement) ; c représentation schématique de la morphologie des nanoparticules de copolymère dibloc P(AAm-co-BMDO)-b-POEGMA doublement thermosensibles lors d'un changement de température ; d évolution du diamètre moyen en nombre (Dn) des nanoparticules de copolymère dibloc P(AAm-co-BMDO)-b-POEGMA doublement thermosensibles P20 (1) et P21 (2) à 1,67 mg mL−1 à T = 40 °C, 5 °C et 85 °C. e Image TEM représentative avec coloration négative des nanoparticules P20 (voir les figures supplémentaires 39 et 40 pour les autres images TEM et la distribution granulométrique, respectivement). Cette expérience a été répétée trois fois avec des résultats similaires.

En tirant parti de la caractéristique UCST des copolymères diblocs, leur formulation en nanoparticules bien définies et dégradables a été obtenue grâce à un procédé de nanoprécipitation sans solvant organique et dans l'eau en présence de 0,1 % en poids de Pluronic comme tensioactif. Elle consistait à ajouter une solution aqueuse de copolymère P(AAm-co-BMDO)-b-POEGMA préparée à 25 °C (T > UCST) dans une solution aqueuse à 5 °C (T < UCST) sous agitation (Fig. 36 supplémentaire). Cette procédure de nanoprécipitation peut donc opérer entièrement dans l'eau, ce qui est très avantageux par rapport à la technique de nanoprécipitation classique qui nécessite l'utilisation d'un solvant organique miscible à l'eau (ex : acétone, tétrahydrofurane (THF), etc.), dont l'élimination peut souvent être incomplète. Les mesures DLS ont révélé que des nanoparticules bien définies ont été obtenues dans les deux cas avec des diamètres moyens d'environ 200 nm et des distributions granulométriques étroites (tableau supplémentaire 4). La formation et les caractéristiques colloïdales des nanoparticules se sont avérées réversibles lors de l'oscillation de la température entre 5 ° C (état insoluble, T < UCST, nanoparticules à noyau P (AAm-co-BMDO)), 40 ° C (état soluble, UCST < T < LCST) et 85 ° C (état insoluble, T> LCST, nanoparticules à noyau POEGMA) jusqu'à au moins trois cycles consécutifs (Fig. 8c, d et Fig. 3 supplémentaires). 7 et 38), conduisant ainsi à des nanoparticules de copolymère dégradables et doublement thermosensibles47,48. Ces variations des diamètres moyens en nombre, en intensité et en volume (Figs. 37 et 38 supplémentaires) ont confirmé les différentes transitions observées par les mesures UV. L'analyse par microscopie électronique à transmission (MET) a confirmé la formation de nanoparticules sphériques et étroitement dispersées (Fig. 8e et Fig. 39 et 40 supplémentaires), présentant des diamètres compris entre 60 et 80 nm, qui correspondent aux diamètres à l'état sec.

L'évolution de leurs propriétés colloïdales a été suivie par DLS lors du stockage à 37 ° C et 4 ° C (Fig. 41 supplémentaire). Une forte diminution du diamètre moyen de 180 nm à 50 nm a été obtenue après 3 jours à température corporelle, attestant ainsi de leur désintégration (probablement via un désassemblage et une dégradation hydrolytique concomitants). En revanche, à 4 °C, leur diamètre moyen reste quasiment constant pendant le stockage, du fait d'un ralentissement du processus de dégradation (mais pas de son arrêt comme le montre l'augmentation de la distribution granulométrique).

Pour élargir le champ des possibles en termes d'applications, la transition UCST a également été ajustée près de la température corporelle en ajustant simplement la longueur de la chaîne POEGMA et la composition du bloc P(AAm-co-BMDO). Ceci a été réalisé en ciblant un macro-CTA POEGMA plus court (Mn, exp = 3200 g mol-1, Đ = 1,33), afin de promouvoir des valeurs UCST plus élevées, suivi d'une extension de chaîne avec AAm/BMDO (fBMDO, 0 = 0,55) pour donner un Mn final, exp = 7700 g mol-1 ; Đ = 1,5, avec FBMDO = 0,126 (tableau complémentaire 5). Ce copolymère (P22) présentait une transition UCST dans la plage de 40 à 42 ° C, comme le montrent les mesures de transmittance et de DLS (Fig. 42 et 43 supplémentaires), ce qui pourrait être pertinent pour le traitement par hyperthermie légère. Fait intéressant, un déplacement progressif de son Tcp vers des valeurs inférieures lors de la dégradation dans des conditions physiologiques a été observé jusqu'à 16 jours où il a atteint 3 ° C (Fig. 44 supplémentaire).

Dans cette étude, nous avons découvert que la rROP médiée par RAFT d'AAm avec différents CKA (MPDL, BMDO et MDO) représentait une voie directe vers la synthèse d'une large gamme de copolymères P(AAm-co-CKA) principalement bien définis qui présentaient une dégradation rapide et réglable dans des conditions physiologiques (PBS, pH 7,4, 37 ° C), qui dépassait même celle du PLA et même du PLGA dans les mêmes conditions. Avec les CKA contenant des cycles aromatiques, les copolymères résultants ont même montré des transitions UCST accordables et nettes dans la plage d'environ 10 à 50 ° C, ce qui pourrait être d'un grand intérêt pour les applications d'administration de médicaments. La transition UCST pourrait être ajustée facilement et indépendamment en modifiant la teneur en CKA dans le copolymère, la concentration en copolymère et le degré moyen de polymérisation ciblé. La copolymérisation ayant été appliquée avec succès à la fois au MDO et au MPDL/BMDO, la dégradation peut donc être découplée de la thermosensibilité, ce qui est également avantageux selon l'application visée. De plus, des tests préliminaires de viabilité cellulaire ont montré qu'ils avaient une bonne cytocompatibilité sur trois lignées cellulaires saines représentatives différentes, ce qui représente un résultat clé compte tenu des applications biomédicales.

Pour démontrer la robustesse et la large applicabilité de cette approche synthétique, des copolymères diblocs POEGMA-bP(AAm-co-CKA) ont été synthétisés, dont l'UCST a permis leur formulation par un procédé innovant de nanoprécipitation tout-eau, qui a évité l'utilisation de solvant organique, en nanoparticules étroitement dispersées d'environ 200 nm de diamètre adaptées aux applications d'administration de médicaments. En raison de la LCST du bloc POEGMA, ces nanoparticules présentaient même à la fois des transitions UCST et LCST, et peuvent être considérées comme le premier exemple de nanoparticules dégradables doublement thermosensibles.

Compte tenu de toutes ses caractéristiques et avantages importants, nous pensons que ce système de copolymérisation deux en un, dans lequel le CKA confère à la fois une dégradabilité et une thermosensibilité efficaces, pourrait conduire à des blocs de construction macromoléculaires très utiles qui élargiraient considérablement l'arsenal actuel et quelque peu limité de matériaux dégradables. Il peut donc offrir des perspectives passionnantes pour un large éventail d'applications différentes allant de la dégradation de matériaux hydrophiles à base de plastique tels que le PAAm qui est un polymère clé dans ce domaine49, à l'administration de médicaments par hyperthermie et à l'ingénierie tissulaire.

Les acétals de cétène cycliques MPDL, BMDO et MDO ont été préparés en utilisant des bromoacétals cycliques comme intermédiaires50. CDSPA (97%), AAm (≥99%), AIBN (98%), DMSO anhydre (≥99,9%), acétonitrile anhydre (≥99,9%), Dubbelco's Phosphate Buffer Saline (PBS) adapté à la culture cellulaire, lipases B de Candida antartica immobilisées sur Immobead 150 (4584 U g−1), OEGMA (Mn = 300 g mol−1), poly(d,l-lactide-co-glycolide) à terminaison acide (Resomer® RG 502 H, PLGA, Mw = 7000–17 000 g mol−1), poly(d,l-lactide) à terminaison acide (Resomer® R 202 S, PLA, Mw = 10 000–18 000 g mol−1) et KOH (90 %) ont été achetés chez Sigma -Aldrich. Le méthanol (qualité analytique HPLC) et l'éther diéthylique (qualité analytique HPLC) ont été achetés auprès de Carlo Erba. Le THF (qualité HPLC) a été acheté auprès de VWR Chemicals. Le DMSO-d6 a été acheté chez Eurisotop. Tous les réactifs et solvants ont été utilisés tels que reçus à l'exception de l'AIBN qui a été purifié par recristallisation dans du méthanol et de l'AAm qui a été recristallisé dans du chloroforme.

La spectroscopie RMN a été réalisée dans des tubes de 5 mm de diamètre dans du DMSO-d6 à 25 °C. La spectroscopie 1H-RMN a été réalisée sur un spectromètre Bruker Avance 300 à 300 MHz. L'échelle de déplacement chimique a été calibrée sur la base des signaux de solvant interne (δ = 2,50 ppm pour le DMSO-d6). Les données ont été traitées avec le logiciel MestReNova 11.0.4.

La SEC a été réalisée à 60 °C à l'aide de deux colonnes en série d'Agilent Technologies (PL PolarGel-M, 300 × 7,5 mm ; diamètre des billes 8 µm ; plage de masse molaire 1000–5,00,000 g mol−1) précédées d'une colonne de garde d'Agilent Technologies (PL PolarGel-M, 7,5 × 50 mm ; diamètre des billes 8 µm) et d'un système de triple détection (Viscotek TDA/GPCmax de Malvern) avec un détecteur d'indice de réfraction différentiel, des détecteurs de diffusion de lumière faible et à angle droit et un détecteur de viscosimètre différentiel. L'éluant était du DMSO avec 100 mM de LiBr et 0,36 % en poids de 2,6-di-tert-butyl-4-méthylphénol (BHT) comme marqueur à un débit de 0,7 mL min-1. Le système a été calibré à l'aide d'étalons de poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) (masse molaire maximale, Mp = 540–342 900 g mol-1) d'Agilent Technologies. Cela a permis de déterminer la masse molaire moyenne en nombre (Mn), la masse molaire moyenne en poids (Mw) et la dispersité (Ð = Mw/Mn). Tous les échantillons ont été filtrés sur des filtres PTFE de 0,22 µm avant l'injection. Les données ont été collectées et traitées avec le logiciel OmniSEC 4.0.

La transmission lumineuse (%) des échantillons a été mesurée à l'aide d'un spectromètre Lambda 25 UV/VIS équipé d'un système PTP 1 + 1 Peltier pour le contrôle de la température (PerkinElmer), à une longueur d'onde de 500 nm, une longueur de trajet cellulaire de 10 mm et sous agitation magnétique. Les échantillons ont été préparés à 10 mg mL-1 dans de l'eau déminéralisée et placés dans une cuvette en quartz. Les mesures ont été effectuées en refroidissant d'abord la solution à partir de la température la plus élevée utilisée (T >> UCST) à une vitesse constante de 1 ° C min-1, puis en réchauffant la solution à la température de départ à la même vitesse. Le point d'inflexion de la courbe de transmission a été considéré comme le point de trouble UCST. Elle a été déterminée graphiquement par le maximum de la dérivée première des courbes de refroidissement/échauffement. Les données ont été collectées avec le logiciel Winlab 6.0.3.0730 et traitées avec le logiciel Data Processor and Viewer (DPV) 1.00.100.0010.

Les diamètres moyens d'intensité (Dz) et les distributions granulométriques des nanoparticules ont été mesurés par DLS avec un Nano ZS de Malvern équipé d'un laser He-Ne de 4 mW (longueur d'onde de 633 nm) à un angle de diffusion fixe de 173°. Comme pour les mesures UV-Vis, les échantillons ont été préparés à 10 mg mL-1 et placés dans une cuvette en quartz. Les mesures de refroidissement/chauffage ont été prises à un intervalle de 1 °C à partir de T >> UCST et la solution a été équilibrée à chaque température pendant 60 s avant les mesures. Le point d'inflexion de la courbe des diamètres moyens d'intensité a été considéré comme le point de trouble (UCST). Elle a été déterminée graphiquement par le maximum de la dérivée première des courbes de refroidissement/échauffement. Les données ont été traitées avec le logiciel Malvern-Zetasizer 7.12.

Les images optiques de la solution de copolymère dans l'eau ont été capturées avec un microscope Leitz Diaplan équipé d'une caméra Coolsnap ES (Roper Scientific). Les échantillons pour la microscopie optique ont été préparés en plaçant une goutte de la solution de copolymère (10 mg mL-1) à T < UCST et T > UCST sur une lame de microscope en verre avant l'examen. Les données ont été collectées et traitées avec le logiciel RS Image V1.9.2.

Les grilles étaient incandescentes et déchargées avant utilisation. 5 μL de suspensions de nanoparticules (1,67 mg mL−1) maintenues à 4 °C ont été déposées pendant 5 min sur des grilles de cuivre recouvertes d'un film de formvar-carbone. La solution en excès a été éliminée à l'aide d'un papier filtre. Les échantillons ont ensuite été colorés pendant 30 s à l'aide d'acide phosphotungstique (2 %, p/v) également conservé à 4 °C. Ensuite, l'excès de solution a été éliminé à l'aide d'un papier filtre. Les grilles ont ensuite été analysées à l'aide d'un JEOL JEM-1400 fonctionnant à 80 kV. Les images ont été acquises à l'aide d'une caméra Orius (Gatan Inc, USA). Les données ont été collectées et traitées avec le logiciel Zen 2.6 (édition bleue). Les tailles ont été mesurées par ImageJ 1.53a.

Une procédure typique (P2, Tableau 1) est la suivante : dans un flacon de 40 mL, muni d'un septum en caoutchouc et d'un barreau magnétique, un mélange d'AAm (120 éq., 4,8 mmol, 0,34 g) et de MPDL (fMPDL,0 = 0,4, 80 éq., 3,2 mmol, 0,52 g) (mole totale = 8 mmol), de CDSPA (1 éq., 0 0,04 mmol, 16,1 mg) et de l'AIBN (0,6 éq., 0,024 mmol, 3,9 mg) a été dissous dans du DMSO anhydre (1 mL). La solution a été barbotée avec de l'argon sec pour éliminer l'oxygène dissous pendant 15 min à température ambiante, puis immergée dans un bain d'huile préchauffé à 70 ° C pendant 16 h. La solution a ensuite été refroidie rapidement sous air. Le copolymère a ensuite été précipité trois fois dans du méthanol froid comme suit : le mélange réactionnel a d'abord été ajouté goutte à goutte dans 50 ml de méthanol froid et centrifugé à 15 000 × g à 10 °C pendant 10 min. Après avoir jeté la fraction liquide, 50 ml de méthanol froid ont été ajoutés et le copolymère a été mis en suspension dans un bain sonique. La suspension a été centrifugée à nouveau et la procédure a été répétée une fois de plus. Le P(AAm-co-MPDL) obtenu est ensuite séché sous vide poussé jusqu'à poids constant. La même procédure a été adaptée comme suit pour P0 [fMPDL,0 = 0, AAm (200 eq., 8 mmol, 0,57 g)], P1 [fMPDL,0 = 0,2, MPDL (40 eq., 1,6 mmol, 0,26 g), AAm (160 eq., 6,4 mmol, 0,45 g)], P3 [fMPDL,0 = 0. 6, MPDL (120 éq., 4,8 mmol, 0,78 g), AAm (80 éq., 3,2 mmol, 0,23 g)] et P4 [fMPDL,0 = 0,8, MPDL (160 éq., 6,4 mmol, 1,04 g), AAm (40 éq., 1,6 mmol, 0,11 g)].

Un mode opératoire typique (P6, Tableau 1) est le suivant : dans un flacon de 40 mL, muni d'un septum en caoutchouc et d'un barreau magnétique, un mélange d'AAm (120 éq., 4,8 mmol, 0,34 g) et de MDO (80 éq., 3,2 mmol, 0,37 g) (mole totale = 8 mmol), de CDSPA (1 éq., 0,04 mmol, 16,1 mg ) et de l'AIBN (0,6 éq., 0,024 mmol, 3,9 mg) a été dissous dans du DMSO anhydre (1 ml). La solution a été barbotée avec de l'argon sec pour éliminer l'oxygène dissous pendant 15 min à température ambiante, puis immergée dans un bain d'huile préchauffé à 70 ° C pendant 16 h. La solution a ensuite été refroidie rapidement sous air. Le copolymère a ensuite été précipité trois fois dans du méthanol froid en utilisant une procédure similaire à celle décrite ci-dessus pour la synthèse de P0 – P4. La même procédure a été adaptée comme suit pour P5 [fMDO,0 = 0,2, MDO (40 eq., 1,6 mmol, 0,18 g), AAm (160 eq., 6,4 mmol, 0,45 g)], P7 [fMDO,0 = 0,6, MDO (120 eq., 4,8 mmol, 0,55 g), AAm (80 eq., 3,2 mmol, 0,23 g)] et P8 [fMDO, 0 = 0,8, MDO (160 éq., 6,4 mmol, 0,73 g), AAm (40 éq., 1,6 mmol, 0,11 g)].

Une procédure typique (P13, Tableau 2) est la suivante : dans un flacon de 40 mL, muni d'un septum en caoutchouc et d'un barreau magnétique, un mélange d'AAm (120 éq., 4,8 mmol, 0,34 g) et de BMDO (80 éq., 3,2 mmol, 0,52 g) (mole totale = 8 mmol), de CDSPA (1 éq., 0,04 mmol, 16. 1 mg) et de l'AIBN (0,6 éq., 0,024 mmol, 3,9 mg) a été dissous dans du DMSO anhydre (10 mL). La solution a été barbotée avec de l'argon sec pour éliminer l'oxygène dissous pendant 15 min à température ambiante, puis immergée dans un bain d'huile préchauffé à 70 ° C pendant 16 h. La solution a ensuite été refroidie rapidement sous air. Le copolymère a ensuite été précipité trois fois dans du méthanol froid en utilisant une procédure similaire à celle décrite ci-dessus pour la synthèse de P0 – P4. Le P(AAm-co-BMDO) obtenu est ensuite séché sous vide poussé jusqu'à poids constant. La même procédure a été adaptée comme suit pour P9 [fBMDO,0 = 0, AAm (200 eq., 8 mmol, 0,57 g)], P10 [fBMDO,0 = 0,2, BMDO (40 eq., 1,6 mmol, 0,26 g), AAm (160 eq., 6,4 mmol, 0,45 g)], P11 [fBMDO,0 = 0,3, BMDO (60 éq., 2,4 mmol, 0,39 g), AAm (140 éq., 5,6 mmol, 0,4 g)], P12 [fBMDO, 0 = 0,35, BMDO (70 éq., 2,8 mmol, 0,45 g), AAm (130 éq., 5,2 mmol, 0,37 g)] , P14 [fBMDO,0 = 0,5, BMDO (100 éq., 4 mmol, 0,65 g), AAm (100 éq., 4 mmol, 0,28 g)], P15 [fBMDO,0 = 0,51, BMDO (102 éq., 4,1 mmol, 0,66 g), AAm (98 éq., 3,9 mmol , 0,28 g)], P16 [fBMDO,0 = 0,53, BMDO (106 éq., 4,2 mmol, 0,69 g), AAm (94 éq., 3,8 mmol, 0,27 g)] et P17 [fBMDO,0 = 0,55, BMDO (110 éq., 4,4 mmol, 0,71 g), AAm ( 90 éq., 3,6 mmol, 0,26 g)]. Remarque : P9–P13 ont été précipités dans du méthanol froid ; P14-P16 ont été précipités dans du THF froid et P17 dans de l'éther diéthylique froid.

La même procédure a également été adaptée comme suit pour P18 [FBMDO, 0 = 0,4, BMDO (160 Eq., 3,2 mmol, 0,52 g), AAM (240 Eq., 4,8 mmol, 0,34 g), CDSPA (1 Eq., 0,02 mmol, 8,1 mg) et AIBN (0,6 Eq. MDO, 0 = 0,4, BMDO (240 Eq., 3,2 mmol, 0,52 g), AAM (360 Eq., 4,8 mmol, 0,34 g), CDSPA (1 Eq., 0,013 mmol, 5,4 mg) et AIBN (0,6 Eq., 0,008 mmol, 1,3 mg)].

P(AAm-co-BMDO) P13 (Tableau 2, Mn, exp = 7600 g mol−1, Đ = 1,4, FBMDO = 0,093) a été rallongé avec AAm comme suit : dans un flacon de 40 mL, muni d'un septum en caoutchouc et d'un barreau magnétique, un mélange de AAm (200 eq., 8,0 mmol, 0,57 g), P(AAm-co-BMDO) P13 (1 éq., 0,04 mmol, 0,3 g) et AIBN (0,6 éq., 0,024 mmol, 3,9 mg) ont été dissous dans du DMSO anhydre (10 mL). La solution a été barbotée avec de l'argon sec pour éliminer l'oxygène dissous pendant 15 min à température ambiante, puis immergée dans un bain d'huile préchauffé à 70 ° C pendant 2 h. La solution a ensuite été refroidie rapidement sous air. Le copolymère a ensuite été précipité trois fois dans du méthanol froid en utilisant une procédure similaire à celle décrite ci-dessus pour la synthèse de P0 – P4. Le P(AAm-co-BMDO)-b-PAAm obtenu a ensuite été séché sous vide poussé jusqu'à poids constant.

Une synthèse typique de POEGMA23 macro-CTA a été réalisée comme suit : dans un ballon à fond rond pré-séché de 50 mL, muni d'un septum en caoutchouc et d'un barreau magnétique, un mélange d'OEGMA (3,68 g, 0,012 mol), de CDSPA (1 éq., 0,24 mmol, 0,097 g) et d'AIBN (0,25 éq., 0,059 mmol, 9,6 mg) a été dissous dans de l'acétonitrile anhydre (25 mL). La solution a été barbotée avec de l'argon sec pour éliminer l'oxygène dissous pendant 15 min à température ambiante, puis immergée dans un bain d'huile préchauffé à 70 ° C pendant 5 h. La solution a ensuite été refroidie rapidement sous air. L'acétonitrile a été éliminé et la solution de polymère résultante a été précipitée une fois en excès d'un mélange froid de 1:1 d'éther diéthylique et d'essence de pétrole. Le macro-CTA POEGMA23 (Mn, exp = 7400 g mol-1, Đ = 1,1) obtenu a ensuite été séché sous vide poussé jusqu'à poids constant.

POEGMA23 (Mn, exp = 7400 g mol-1, Đ = 1,1) a été utilisé comme agent macro-RAFT pour polymériser l'AAm et le BMDO (fBMDO, 0 = 0,5) et donner le copolymère dibloc POEGMA-bP (AAm-co-BMDO) (P20, tableau supplémentaire 4). Dans un flacon de 40 mL, muni d'un septum en caoutchouc et d'un barreau d'agitation magnétique, un mélange de AAm (100 éq., 4,0 mmol, 0,28 g) et BMDO (100 éq., 4,0 mmol, 0,65 g) (mole totale = 8 mmol), POEGMA23 macro-CTA (1 éq., 0,04 mmol, 0,64 g) et AIBN (0. 6 éq., 0,024 mmol, 3,9 mg) a été dissous dans du DMSO anhydre (10 mL). La solution a été barbotée avec de l'argon sec pour éliminer l'oxygène dissous pendant 15 min à température ambiante, puis immergée dans un bain d'huile préchauffé à 70 ° C pendant 16 h. La solution a ensuite été refroidie rapidement sous air. Le copolymère a ensuite été précipité trois fois dans du THF froid en utilisant une procédure similaire à celle décrite ci-dessus pour la synthèse de P0 – P4. Le POEGMA-bP(AAm-co-BMDO) obtenu a ensuite été séché sous vide poussé jusqu'à poids constant. Une procédure identique a été suivie pour la synthèse de P22 avec quelques modifications: POEGMA (Mn, exp = 3200 g mol-1, Đ = 1, 33) a été utilisé comme agent macro-RAFT pour polymériser AAm et BMDO (fBMDO, 0 = 0, 55) et donner le copolymère dibloc POEGMA-bP (AAm-co-BMDO) (P22, tableau supplémentaire 5). Dans un flacon de 40 mL, muni d'un septum en caoutchouc et d'un barreau magnétique, un mélange d'AAm (90 éq., 3,6 mmol, 0,256 g) et de BMDO (110 éq., 4,4 mmol, 0,714 g) (mole totale = 8 mmol), POEGMA macro-CTA (1 éq., 0,04 mmol, 0,128 g) et AIBN (0. 6 éq., 0,024 mmol, 3,9 mg) a été dissous dans du DMSO anhydre (10 mL). La solution a été barbotée avec de l'argon sec pour éliminer l'oxygène dissous pendant 15 min à température ambiante, puis immergée dans un bain d'huile préchauffé à 70 ° C pendant 16 h. La solution a ensuite été refroidie rapidement sous air. Le copolymère a ensuite été précipité trois fois dans de l'éther diéthylique froid puis séché sous vide poussé jusqu'à poids constant.

Une synthèse typique de P(AAm-co-BMDO) macro-CTA (fBMDO,0 = 0,5) a été réalisée comme suit : dans un flacon de 40 mL, muni d'un septum en caoutchouc et d'un barreau magnétique, un mélange d'AAm (100 éq., 4,0 mmol, 0,28 g) et de BMDO (100 éq., 4,0 mmol, 0,65 g) (mole totale = 8 mmol), CD Du SPA (1 éq., 0,04 mmol, 16,1 mg) et de l'AIBN (0,6 éq., 0,024 mmol, 3,9 mg) ont été dissous dans du DMSO anhydre (10 mL). La solution a été barbotée avec de l'argon sec pour éliminer l'oxygène dissous pendant 15 min à température ambiante, puis immergée dans un bain d'huile préchauffé à 70 ° C pendant 8 h. La solution a ensuite été refroidie rapidement sous air. Le copolymère a ensuite été précipité trois fois dans du THF froid en utilisant une procédure similaire à celle décrite ci-dessus pour la synthèse de P0 – P4. Le macro-CTA P(AAm-co-BMDO) obtenu (Mn, exp = 4800 g mol-1, Đ = 1,5, FBMDO = 0,069) a ensuite été séché sous vide poussé jusqu'à poids constant.

P (AAm-co-BMDO) (Mn, exp = 4800 g mol-1, Đ = 1, 5, FBMDO = 0, 069) a été utilisé comme agent macro-RAFT pour polymériser OEGMA et donner P (AAm-co-BMDO) - b-POEGMA copolymère dibloc (P21, tableau supplémentaire 4). Dans un flacon de 40 mL, muni d'un septum en caoutchouc et d'un barreau magnétique, un mélange d'OEGMA (40 éq., 250 µmol, 75 mg), de P(AAm-co-BMDO) macro-CTA (1 éq., 6,25 µmol, 26 mg) et d'AIBN (0,6 éq., 3,7 µmol, 0,6 mg) a été dissous dans du DMSO anhydre (4,5 mL). La solution a été barbotée avec de l'argon sec pour éliminer l'oxygène dissous pendant 15 min à température ambiante, puis immergée dans un bain d'huile préchauffé à 70 ° C pendant 5 h. La solution a ensuite été refroidie rapidement sous air. Le copolymère a ensuite été précipité trois fois dans du THF froid en utilisant une procédure similaire à celle décrite ci-dessus pour la synthèse de P0 – P4. Le P(AAm-co-BMDO)-b-POEGMA obtenu a ensuite été séché sous vide poussé jusqu'à poids constant.

Dans un flacon de 20 ml équipé d'un agitateur magnétique, 50 mg du copolymère souhaité ont été dissous/dispersés dans 2,5 ml d'eau déminéralisée à 30 °C. Après sonication et solubilisation/dispersion complète, 2,5 ml d'une solution d'hydroxyde de potassium (5 % en poids) dans de l'eau déminéralisée ont été ajoutés. Le mélange a ensuite été agité pendant 1 h à température ambiante, moment auquel la solution est devenue complètement transparente. La solution a ensuite été désactivée en ajoutant une solution aqueuse de HCl (1 m). La solution résultante a ensuite été lyophilisée pendant une nuit pour donner une poudre blanche. Le produit dégradé a ensuite été analysé par chromatographie SEC.

Dans un flacon de 7 ml, 20 mg du copolymère souhaité ont été dissous/dispersés dans 2 ml de PBS (pH 7,4) ou d'eau déminéralisée et la solution a été agitée mécaniquement dans un four à secoueur orbital (contrôle IKA KS4000i) réglé à 150 tr/min et thermostaté à 37 °C. À des intervalles de temps précis (c.-à-d. 1, 3 et 7 jours), des échantillons de 0,5 mL ont été prélevés et lyophilisés. Les produits de dégradation ont ensuite été analysés par SEC.

Dans un flacon de 7 mL, 20 mg du copolymère souhaité ont été dissous/dispersés dans 2 mL de PBS (pH 7,4) contenant de la lipase immobilisée de Candida antartica (100 U mL-1) et la solution a été agitée mécaniquement dans un four agitateur orbital (contrôle IKA KS4000i) réglé à 150 tr/min et thermostaté à 37 °C. À des intervalles de temps spécifiques (c'est-à-dire 1, 3 et 7 jours), des échantillons de 0,5 ml ont été prélevés, filtrés pour éliminer l'enzyme et lyophilisés. Les produits de dégradation ont ensuite été analysés par SEC.

Des nanoparticules de POEGMA-bP(AAm-co-BMDO) (1,67 mg mL-1) ont été préparées par nanoprécipitation comme suit. Les copolymères diblocs POEGMA-bP (AAm-co-BMDO) ont d'abord été dissous dans de l'eau déionisée préfiltrée sur des filtres en polyéthersulfone (PES) hydrophiles non stériles de 0,22 µm (10 mg mL-1) à 25 ° C (T > UCST). Ensuite, 1,0 ml de la solution de copolymère a été injecté goutte à goutte dans un flacon en verre de 20 ml prérempli avec 5 ml d'eau déionisée préfiltrée sur des filtres PES hydrophiles non stériles de 0,22 µm contenant 0,1 % en poids de Pluronic F68 sous agitation constante (500 tr/min) à 5 °C (T < UCST).

Des cellules HUVEC, des fibroblastes murins embryonnaires (NIH/3T3) et des cellules macrophages-monocytes murines (J774.A1) ont été achetées auprès de l'American Type Culture Collection (ATCC) et maintenues comme recommandé. Le sérum bovin fœtal (FBS) a été acheté chez Gibco, la solution stabilisée pénicilline-streptomycine, le milieu Eagle modifié de Dulbecco (DMEM) et le milieu RPMI-1640 ont été achetés chez Sigma-Aldrich et utilisés tels que reçus. Les cellules J774.A1 ont été cultivées dans du milieu Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 additionné de 10 % de FBS, de pénicilline (50 U mL-1) et de streptomycine (50 U mL-1). Les cellules NIH/3T3 et HUVEC ont été cultivées dans du DMEM riche en glucose additionné de 10 % de FBS, de pénicilline (50 U mL-1) et de streptomycine (50 U mL-1). Les cellules ont été maintenues dans une atmosphère humide à 37°C avec 5% de CO2.

Le MTT a été acheté chez Sigma-Aldrich et utilisé tel que reçu. Les copolymères séchés (P9-P14 et P17) ont été pesés et solubilisés avec le milieu approprié pour atteindre les concentrations souhaitées dans des tubes de flacon stérilisés de 10 ml. Les échantillons P9 à P14 ont été réchauffés directement dans un bain-marie à 37 °C pendant au moins 10 min tandis que la température du bain-marie a été ajustée à 50 °C pour l'échantillon P17. Les échantillons solubilisés ont ensuite été filtrés par des filtres stérilisés (0,22 µm, Minisart®) avant utilisation. Dans des plaques de microtitration à 96 puits (TPP, Suisse), les cellules ont été ensemencées (HUVEC : 2 × 104 cellules mL-1, NIH/3T3 : 4 × 104 cellules mL-1, J774.A1 : 2 × 104 cellules mL-1) dans 100 μL de milieu de croissance et préincubées pendant 24 h dans un incubateur (37 °C et 5 % de CO2). Après des dilutions appropriées, 100 μL de solution de copolymère dans du milieu de culture cellulaire (0,01 et 0,1 mg mL-1) ont été ajoutés aux cellules et incubés pendant 72 h. Une solution de MTT (5 mg mL-1) a été préparée avec du PBS et filtrée avec des filtres stériles (0,2 µm). A la fin de la période d'incubation, 20 µL de solution MTT ont été ajoutés à chaque puits. Après incubation (1 h pour les cellules HUVEC et J774.A1, 1,5 h pour les cellules NIH/3T3), le milieu a été retiré puis 200 µL de DMSO ont été ajoutés dans chaque puits pour dissoudre les cristaux de formazan. L'absorbance a ensuite été mesurée par un lecteur de microplaques (LAB Systems Original Multiscan MS) à 570 nm. La viabilité cellulaire a été calculée comme le rapport d'absorbance entre les cellules témoins traitées et non traitées. Toutes les expériences ont été réalisées en triple pour déterminer les moyennes et l'écart-type.

Les cellules ont été ensemencées dans 100 μL de milieu de croissance et préincubées pendant 24 h dans un incubateur (37 °C et 5 % de CO2) dans des plaques de microtitration à 96 puits. La même procédure a été appliquée pour les copolymères comme dans la section Essai de viabilité cellulaire. 100 μL de solution de copolymère dans un milieu de culture cellulaire (0,01 et 0,1 mg mL-1) avec une concentration ajustée ont été ajoutés sur les cellules. La morphologie des cellules a été directement observée après 72 h d'incubation avec un microscope inversé AxioObserver Z1 (Carl Zeiss, Allemagne) équipé d'un incubateur XL fournissant 37 °C, d'une caméra CoolSnap-HQ2 à dispositif à couplage de charge (CCD) (taille de pixel de 6,45 µm ; Photometrics, Tucson, États-Unis) et d'un objectif sec Achroplan 4×/0,10 NA utilisant un mode fond clair (lampe halogène TL). Les images numériques 12 bits ont été réalisées avec le logiciel Zen 2.6 (édition bleue).

De plus amples informations sur la conception de la recherche sont disponibles dans le résumé des rapports de recherche sur la nature lié à cet article.

Toutes les données générées et analysées au cours de cette étude sont incluses dans cet article et ses informations supplémentaires et sont également disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande. Les données sources sont fournies dans ce document.

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Ce projet a reçu un financement du Conseil européen de la recherche (ERC) dans le cadre du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne (Accord de subvention n° 771829). Nous remercions le Ph.D. du China Scholarship Council (CSC). bourse (2017-2021) de CZ Le CNRS et l'Université Paris-Saclay sont également reconnus pour leur soutien financier. Les auteurs remercient Claire Boulogne et Cynthia Gillet (I2BC, Gif-sur-Yvette, France) pour l'assistance technique en TEM.

Université Paris-Saclay, CNRS, Institut Galien Paris-Saclay, 92296, Châtenay-Malabry, France

Amaury Bossion, Chen Zhu, Léa Guerassimoff, Julie Mougin & Julien Nicolas

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JN a conçu et conçu la recherche. JN, AB, CZ et LG ont conçu les expériences. AB, CZ, LG et JM ont réalisé les expériences et analysé les données. JN et AB ont rédigé l'article. Tous les auteurs ont discuté des résultats et édité l'article.

Correspondance à Julien Nicolas.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent

Nature Communications remercie le(s) relecteur(s) anonyme(s) pour leur contribution à la relecture par les pairs de ce travail.

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Réimpressions et autorisations

Bossion, A., Zhu, C., Guerassimoff, L. et al. Copolymères vinyliques avec une dégradation hydrolytique plus rapide que les polyesters aliphatiques et des températures de solution critiques supérieures ajustables. Nat Commun 13, 2873 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-30220-y

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Reçu : 13 décembre 2021

Accepté : 19 avril 2022

Publié: 24 mai 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-022-30220-y

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