Étude de l'orientation et la structure cristalline du polydioxanone

Authors: Jaidann, Mounir
Advisor: Brisson, Josée
Abstract: Le polydioxanone est un polymère cristallin et bioabsorbable qui a été développé pour une utilisation médicale, spécifiquement pour la réalisation de points de sutures. Il présente une meilleure combinaison de propriétés mécaniques (souplesse, résistance et extensibilité) par rapport à d'autres fibres synthétiques. Ce polymère a fait fobjet de plusieurs études fondamentales qui visaient à en connaître plus sur ses propriétés physico-chimiques. Au cours de nos travaux, nous avons utilisé deux techniques expérimentales, soit la diffraction des rayons X et la microspectroscopie Raman, afin de caractériser quantitativement l'orientation des chaînes dans la fibre et obtenir des informations sur leur conformation dans la phase cristalline. Parallèlement, des méthodes de simulation moléculaire ont été utilisées pour l'étude de la structure cristalline et le repliement des chaînes. La diffraction des rayons X a été employée pour déterminer la période de la fibre et son degré d'orientation. Les clichés de diffraction des rayons X nous ont permis d'identifier directement la valeur de la période de fibre, qui est la réciproque de la distance entre les strates de taches de diffraction observées. Le coefficient de distribution d'orientation P₁₀₀ cham est calculé à partir de l'intensité des taches de diffraction des plans (hkl). Les résultats obtenus indiquent que la valeur de la période de fibre, ou paramètre de maille V est différente de celle attendue pour une conformation entièrement trans coplanaire, ceci indiquant que la conformation de la chaîne n'est pas trans. La valeur de P₁₀₀cham montre que les chaînes dans la fibre sont hautement alignées suivant l'axe de cette dernière et que la distribution des cristaux est unimodale. La spectromicroscopie Raman a été utilisée pour déterminer quantitativement l'orientation des groupements carbonyle dans la fibre. Les paramètres d'ordre P200 et P400 ont été déterminés à partir de la variation de l'intensité de la bande C=0 avec la polarisation de la radiation. Ces paramètres d'ordre ont permis de déterminer la distribution d'orientation la plus probable de la bande C=0. Les résultats indiquent que les groupements carbonyle possèdent une distribution d'orientation gaussienne et sont orientés principalement de façon perpendiculaire à l'axe de la fibre. Une étude des conformations possibles a de plus été menée par la méthode Monte-Carlo. Avec les informations obtenues par les méthodes expérimentales, nous avons proposé une conformation probable des chaînes dans la forme cristalline, soit (tgttg). D'autres études de simulation de la cristallisation ont été effectuées par dynamique moléculaire en utilisant les logiciels Insight // et Discover, dans le but d'obtenir un aperçu des conformations, d'empilements et des repliements des chaînes qui peuvent être présents dans la phase cristalline. Les résultats obtenus montrent que les chaînes ont tendance à former des hélices. Différents repliements des chaînes ont été observés, composés chacun d'une à deux unités de répétition, qui peuvent correspondre à une chaîne adjacente impliquée dans le repliement suivant les différentes plans cristallographiques. Les résultats obtenus au cours de nos travaux ont permis de mieux comprendre l'organisation structurale du polydioxanone. Les travaux effectués ont mis en évidence que la diffraction des rayons X et la spectromicroscopie Raman sont des techniques bien adaptées pour l'étude de la structure cristalline et l'orientation moléculaire des fibres. L'analyse conformationnelle et la dynamique moléculaire sont deux méthodes qui donnent de l'information sur les conformations possibles des chaînes, la déformation induite par la cristallisation et le repliement des chaînes. bable de la bande C=0. Les résultats indiquent que les groupements carbonyle possèdent une distribution d'orientat gaussienne et sont orientés principalement de façon perpendiculaire à l'axe de la fibre. Une étude des conformations possibles a de plus été menée par la méthode Monte-Carlo. Avec les informations obtenues par les méthodes expérimentales, nous avons proposé une conformation probable des chaînes dans la forme cristalline, soit (tgttg). D'autres études de simulation de la cristallisation ont été effectuées par dynamique moléculaire en utilisant les logiciels Insight // et Discover, dans le but d'obtenir un aperçu des conformations, d'empilements et des repliements des chaînes qui peuvent être présents dans la phase cristalline. Les résultats obtenus montrent que les chaînes ont tendance à former des hélices. Différents repliements des chaînes ont été observés, composés chacun d'une à deux unités de répétition, qui peuvent correspondre à une chaîne adjacente impliquée dans le repliement suivant les différentes plans cristallographiques. Les résultats obtenus au cours de nos travaux ont permis de mieux comprendre l'organisation structurale du polydioxanone. Les travaux effectués ont mis en évidence que la diffraction des rayons X et la spectromicroscopie Raman sont des techniques bien adaptées pour l'étude de la structure cristalline et l'orientation moléculaire des fibres. L'analyse conformationnelle et la dynamique moléculaire sont deux méthodes qui donnent de l'information sur les conformations possibles des chaînes, la déformation induite par la cristallisation et le repliement des chaînes.
Document Type: Thèse de doctorat
Issue Date: 2008
Open Access Date: 13 April 2018
Permalink: http://hdl.handle.net/20.500.11794/20124
Grantor: Université Laval
Collection:Thèses et mémoires

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