Zeolite nanocrystals for biomedical applications
The properties of nanozeolites, namely, large surface area, hydrothermal stability and non-toxic nature, enable their utilization in forward-looking applications, including biomedicine (sensors, drug and gas delivery) and microbiology (antibacterial agents). Hence, a lot of research has been devoted to study the new biomedical applications using zeolitic materials, their full potential has still not been fully unveiled.It is well recognised that growing resistance to already established treatments of tumors and bacterial infections using radiotherapy and antibiotics is a distressing matter. Therefore, the development of new therapeutic strategies towards above issues is of great demand.The goal of this PhD research is to synthesise and post-synthetically modify nanosized zeolites for biomedical applications. This involves the ion-exchange of zeolite with various cations to find the most suitable one for desired applications in regards to antimicrobial treatment, tumour tissue reoxygenation and gas delivery.In this study, we report: (i) the effect of copper modified nanosized FAU type zeolite on ESKAPE type bacteria (Chapter 3), (ii) the metal containing nanozeolite as a tool for tissue oxygenation and visualisation using MRI (Chapter 4), and lastly (iii) the use of FAU nanozeolite as nitric oxide and carbon dioxide gas vector to prevent life threatening conditions (Chapter 5).
Les propriĂ©tĂ©s des nanozĂ©olithes, Ă savoir leur grande surface, leur stabilitĂ© hydrothermale et leur nature non toxique, permettent leur utilisation dans des applications prospectives, notamment la biomĂ©decine (capteurs, administration de mĂ©dicaments et de gaz) et la microbiologie (agents antibactĂ©riens). De nombreuses recherches ont Ă©tĂ© consacrĂ©es Ă l’étude de nouvelles applications biomĂ©dicales utilisant des matĂ©riaux zĂ©olithiques, toutefois leur plein potentiel n’a toujours pas Ă©tĂ© pleinement dĂ©voilĂ©.Il est bien connu que la rĂ©sistance croissante aux traitements Ă©tablis de tumeurs et d’infections bactĂ©riennes par radiothĂ©rapie et antibiotiques est un problème de première importance. Par consĂ©quent, le dĂ©veloppement de nouvelles stratĂ©gies thĂ©rapeutiques pour rĂ©soudre ces problèmes est très dĂ©mandĂ©.L’objectif de cette recherche de doctorat est de synthĂ©tiser et de modifier post-synthĂ©tiquement des zĂ©olithes nanomĂ©triques pour des applications biomĂ©dicales. Cela implique l’Ă©change d’ions de zĂ©olithe avec divers cations pour trouver celui qui convient le mieux aux applications souhaitĂ©es : le traitement antimicrobien, la rĂ©oxygĂ©nation des tissus tumoraux et l’administration de gaz.Dans cette Ă©tude, nous rapportons: (i) l’effet de la zĂ©olithe FAU de type nanomĂ©trique modifiĂ©e au cuivre sur les bactĂ©ries de type ESKAPE (chapitre 3), (ii) l’utilisation de nanozĂ©olithes contenant du mĂ©tal comme outil d’oxygĂ©nation et de visualisation tissulaire (chapitre 4) et enfin (iii) l’utilisation de nanozĂ©olithes FAU comme vecteur de l’oxyde nitrique et du dioxyde de carbone pour prĂ©venir des maladies potentiellement lĂ©tales (chapitre 5).
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02132281/file/sygal_fusion_28113-goldyn-kamila.pdf