La cellulose est le principal constituant de la paroi des cellules végétales et représente 35 à 50 % de la biomasse végétale. Un traitement mécanique de ce biopolymère permet de produire des nanofibres utilisées dans le bâtiment (béton), l'automobile ou les emballages.

La surface spécifique importante de ce matériau biosourcé et renouvelable, sa non-toxicité et sa grande stabilité mécanique sont autant d'atouts pour son utilisation dans la vectorisation de médicaments à libération contrôlée. Dans cette perspective, il est crucial de comprendre en détail la chimie de surface mise en œuvre lors du greffage des molécules thérapeutiques. Une tâche rendue difficile par les faibles taux de greffage qu'imposent les procédés de chimie verte.

La spectroscopie RMN (résonance magnétique nucléaire) solide à haute résolution, couplée à la « polarisation dynamique nucléaire » (DNP) permet de relever ce défi car la DNP augmente de plusieurs ordres de grandeur la sensibilité de la RMN.

Repousser la limite de détection des espèces chimiques

Grâce à de nouveaux développements en polarisation dynamique nucléaire, des chercheurs de l'Irig sont parvenus à repousser la limite de détection de la spectroscopie DNP-RMN. Avec leurs collaborateurs du Département de pharmacochimie moléculaire (UGA-CNRS) de Grenoble, ils sont ainsi parvenus à détecter un promédicament (molécule active après relargage par réaction enzymatique dans l'organisme) greffé par chimie verte à la surface de nanofibres de cellulose, ce qui n'était pas possible avec les techniques usuelles. Ils ont aussi pu optimiser les conditions de greffage de cette molécule thérapeutique.

• Différentes conditions de réaction et de lavage du produit ont été testées afin de favoriser au maximum le greffage par rapport à une simple adsorption et afin d'éliminer tous les produits secondaires.
• Ils ont par ailleurs mis en évidence une réaction inattendue de la cellulose avec le promédicament greffé.

En fournissant un aperçu unique des espèces chimiques présentes, la spectroscopie DNP-RMN apparaît très prometteuse pour développer des greffages plus robustes de molécules thérapeutiques sur les nanofibres de cellulose.