Compréhension Et Maîtrise Des Phénomènes

il y a 3 semaines


Paris, France Chimie ParisTech et Becton Dickinson Temps plein

**Compréhension et maîtrise des phénomènes d’altération de la surface de verres borosilicatés pour le conditionnement pharmaceutique**:

- Réf **ABG-123183**
- Sujet de Thèse- 27/04/2024- Contrat doctoral- Chimie ParisTech et Becton Dickinson- Lieu de travail- Paris - Ile-de-France - France- Intitulé du sujet- Compréhension et maîtrise des phénomènes d’altération de la surface de verres borosilicatés pour le conditionnement pharmaceutique- Champs scientifiques- Chimie
- Matériaux
- Sciences de l’ingénieur
- Mots clés- alteration, corrosion, verres pharmaceutiques, science des surfaces, traitement des surfaces, durabilité des matériaux**Description du sujet**:

- Becton Dickinson travaille le verre depuis plusieurs décennies et son savoir-faire repose sur une solide maîtrise du procédé de transformation. Une seringue est formée à partir d’une canne de verre borosilicaté creuse. Cette canne de verre passe à travers différentes étapes d’un procédé spécifique afin d’arriver au produit final : coupe, formage, recuit, lavage, séchage, dépôt d’une couche de silicone, stérilisation et enfin envoi chez le client où la seringue sera remplie avec le médicament avant d’être distribuée au patient ou professionnel de santé.**Le verre borosilicaté, connu pour sa grande durabilité chimique, est un matériau largement utilisé dans le domaine médical.** En effet, la surface du verre est considérée comme chimiquement inerte par rapport aux autres familles de matériaux. Cependant, sur des périodes prolongées, même le verre borosilicaté peut subir une altération lorsqu’il est exposé à différents environnements. Ce processus d'altération entraîne des modifications des propriétés physiques et chimiques du verre ce qui est critique pour les propriétés d’usage de la seringue et la sécurité du patient. En effet, la surface du verre est hydrophile, ce qui signifie que l’eau s’adsorbe physiquement et chimiquement sur la surface et peut éventuellement former une couche interfaciale réactive entre le verre et son environnement, soit l’atmosphère de l’usine ou du milieu de stockage, soit la formule pharmaceutique qui est finalement insérée en fin de procédé. Cela conduit à des propriétés différentes et variables de l’extrême surface du matériau par rapport à ses propriétés volumiques, que nous souhaitons comprendre et mettre sous contrôle.- Le but de cette thèse à forte dimension expérimentale est d’**étudier l’évolution de la surface du verre borosilicaté aux différentes étapes du procédé de fabrication de la seringue, afin de déterminer les mécanismes en présence amenant à la modification des propriétés physiques et chimiques de surface**. L’influence du stockage et du remplissage devra évidemment être pris en compte. Un premier volet de la thèse sera d’identifier les étapes du procédé les plus impactantes pour les propriétés de surface et de proposer des hypothèses mécanistiques au moyen des caractérisations physico-chimiques adaptées à l’étude de la seringue réelle (cylindre de verre creux). Un deuxième volet sera d’évaluer la validité de ces hypothèses et approfondir la compréhension des mécanismes, par l’étude expérimentale d’échantillons modèles soumis à des conditions d’environnement contrôlées (température, humidité relative, polluants, durée).**Techniques ou méthodes utilisées**
- Cette étude s’attachera à caractériser la surface du verre à différents niveaux:
- La morphologie de surface, comprenant la rugosité et la présence d’éventuels sels d’altération : Profilomètre optique, microscope à force atomique (AFM), microscope électronique (MEB FEG ou MET),
- Le profil de composition en profondeur, depuis la surface (comprenant la contamination atmosphérique et polymère éventuelle de l’extrême surface) vers l’intérieur du verre : spectroscopie photoélectronique à rayonnement X (XPS), spectrométrie de masse à ions secondaires à temps de vol (ToF-SIMS) en imagerie latérale et en profondeur,
- L’analyse de l’hydratation du verre : spectroscopie IR-ATR, ToF-SIMS,
- L’analyse des éventuels sels d’altération : IR-ATR, µ-Raman, MEB EDX,
- Les propriétés chimiques et mécaniques de la surface : mouillabilité (angle de contact), dureté (nano-indentation), résistance au frottement (test standardisé BD).

**Prise de fonction**:

- 19/05/2024**Nature du financement**:

- Contrat doctoral**Précisions sur le financement**:

- 3-year full time contract (Thèse CIFRE)**Présentation établissement et labo d'accueil**:

- Chimie ParisTech et Becton Dickinson-
**L’Institut de Recherche de Chimie Paris** est une UMR associée au CNRS et à Chimie Paristech PSL, dont la vocation est de conduire des recherches dans tous les domaines de la chimie en lien avec les secteurs de l’énergie, des matériaux et de l’environneme



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