Polymeric grafting of acrylic acid onto poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate): Surface functionalization for tissue engineering applications

Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) melt processed disks and solvent cast films were modified by graft co-polyinerization with acrylic acid (AAc) in methanol solution at ambient temperature using gamma irradiation (dose rate of 4.5 kGy/h). To assess the presence of carboxylic acid groups on the surface, reaction with pentafluorophenol was performed prior to X-ray photoelectron spectroscopy analysis. The grafting yield for all samples increased with monomer concentration (2-15%), and for the solvent cast films, it also increased with dose (2-9 kGy). However, the grafting yield of the melt processed disks was largely independent of the radiation dose (2-8 kGy). Toluidine blue was used to stain the modified materials facilitating, visual information about the extent of carboxylic acid functionalization and depth penetration of the grafted copolymer. Covalent linking of glucosamine to the functionalized surface was achieved using carbodimide chemistry verifying that the modified substrates are suitable for biomolecule attachment.

Novel surface-tethered estrogen polymeric platforms in cardiovascular regenerative medicine

L’estradiol (E2) est une hormone femelle qui joue un rôle essentiel, à la fois dans la régulation et dans la détermination de certaines conditions physiologiques in vivo, telle que la différenciation et la prolifération cellulaire. Lorsque l’E2 est donné en supplément, par exemple dans le cas de thérapie hormonale, deux effets sont observés, un effet génomique et un effet non-génomique, de par son interaction avec les récepteurs à œstrogène du noyau ou de la membrane cellulaire, respectivement. L’effet non-génomique est plus difficile à étudier biologiquement parce que l’effet se produit sur une échelle de temps extrêmement courte et à cause de la nature hydrophobe de l’E2 qui réduit sa biodisponibilité et donc son accessibilité aux cellules cibles. C’est pourquoi il est nécessaire de développer des systèmes d’administration de l’E2 qui permettent de n’étudier que l’effet non-génomique de l’œstrogène. Une des stratégies employée consiste à greffer l’E2 à des macromolécules hydrophiles, comme de l’albumine de sérum bovin (BSA) ou des dendrimères de type poly(amido)amine, permettant de maintenir l’interaction de l’E2 avec les récepteurs d’œstrogène de la membrane cellulaire et d’éviter la pénétration de l’E2 dans le noyau des cellules. Toutefois, ces systèmes macromolécules-E2 sont critiquables car ils sont peu stables et l’E2 peut se retrouver sous forme libre, ce qui affecte sa localisation cellulaire. L’objectif de cette thèse est donc de développer de nouvelles plateformes fonctionnalisées avec de l’E2 en utilisant les approches de synthèses ascendantes et descendantes. Le but de ces plateformes est de permettre d’étudier le mécanisme de l’effet non-génomique de l’E2, ainsi que d’explorer des applications potentielles dans le domaine biomédical. L’approche ascendante est basée sur un ligand d’E2 activé, l’acide 17,α-éthinylestradiol-benzoïque, attaché de façon covalente à un polymère de chitosan avec des substitutions de phosphorylcholine (CH-PC-E2). L’estradiol est sous forme de pro-drogue attachée au polymère qui s’auto-assembler pour former un film. L’effet biologique de la composition chimique du film de chitosan-phosphorylcholine a été étudié sur des cellules endothéliales. Les films de compositions chimiques différentes ont préalablement été caractérisés de façon physicochimique. La topographie de la surface, la charge de surface, ainsi que la rhéologie des différents films contenant 15, 25, ou 40% molaires de phosphorylcholine, ont été étudiés par microscopie à force atomique (AFM), potentiel zêta, résonance plasmonique de surface et par microbalance à cristal de quartz avec dissipation (QCM-D). Les résultats de QCM-D ont montré que plus la part molaire en phosphorylcholine est grande moins il y a de fibrinogène qui s’adsorbe sur le film de CH-PC. Des cellules humaines de veine ombilicale (HUVECs) cultivées sur des films de CH-PC25 et de CH-PC40 forment des amas cellulaire appelés sphéroïdes au bout de 4 jours, alors que ce n’est pas le cas lorsque ces cellules sont cultivées sur des films de CH-PC15. L’attachement de l’estradiol au polymère a été caractérisé par plusieurs techniques, telles que la résonance magnétique nucléaire de proton (1H NMR), la spectroscopie infrarouge avec transformée de Fourier à réfraction totale atténuée (FTIR-ATR) et la spectroscopie UV-visible. La nature hydrogel des films (sa capacité à retenir l’eau) ainsi que l’interaction des films avec des récepteurs à E2, ont été étudiés par la QCM-D. Des études d’imagerie cellulaires utilisant du diacétate de diaminofluoresceine-FM ont révélé que les films hydrogels de CH-PC-E2 stimulent la production d’oxyde nitrique par les cellules endothéliales, qui joue un rôle protecteur pour le système cardiovasculaire. L’ensemble de ces études met en valeur les rôles différents et les applications potentielles qu’ont les films de type CH-PC-E2 et CH-PC dans le cadre de la médecine cardiovasculaire régénérative. L’approche descendante est basée sur l’attachement de façon covalente d’E2 sur des ilots d’or de 2 μm disposés en rangées et espacés par 12 μm sur un substrat en verre. Les ilots ont été préparés par photolithographie. La surface du verre a quant à elle été modifiée à l’aide d’un tripeptide cyclique, le cRGD, favorisant l’adhésion cellulaire. L’attachement d’E2 sur les surfaces d’or a été suivi et confirmé par les techniques de SPR et de QCM-D. Des études d’ELISA ont montré une augmentation significative du niveau de phosphorylation de la kinase ERK (marqueur important de l’effet non-génomique) après 1 heure d’exposition des cellules endothéliales aux motifs alternant l’E2 et le cRGD. Par contre lorsque des cellules cancéreuses sont déposées sur les surfaces présentant des motifs d’E2, ces cellules ne croissent pas, ce qui suggère que l’E2 n’exerce pas d’effet génomique. Les résultats de l’approche descendante montrent le potentiel des surfaces présentant des motifs d’E2 pour l’étude des effets non-génomiques de l’E2 dans un modèle in vitro.

Novel surface-tethered estrogen polymeric platforms in cardiovascular regenerative medicine

L’estradiol (E2) est une hormone femelle qui joue un rôle essentiel, à la fois dans la régulation et dans la détermination de certaines conditions physiologiques in vivo, telle que la différenciation et la prolifération cellulaire. Lorsque l’E2 est donné en supplément, par exemple dans le cas de thérapie hormonale, deux effets sont observés, un effet génomique et un effet non-génomique, de par son interaction avec les récepteurs à œstrogène du noyau ou de la membrane cellulaire, respectivement. L’effet non-génomique est plus difficile à étudier biologiquement parce que l’effet se produit sur une échelle de temps extrêmement courte et à cause de la nature hydrophobe de l’E2 qui réduit sa biodisponibilité et donc son accessibilité aux cellules cibles. C’est pourquoi il est nécessaire de développer des systèmes d’administration de l’E2 qui permettent de n’étudier que l’effet non-génomique de l’œstrogène. Une des stratégies employée consiste à greffer l’E2 à des macromolécules hydrophiles, comme de l’albumine de sérum bovin (BSA) ou des dendrimères de type poly(amido)amine, permettant de maintenir l’interaction de l’E2 avec les récepteurs d’œstrogène de la membrane cellulaire et d’éviter la pénétration de l’E2 dans le noyau des cellules. Toutefois, ces systèmes macromolécules-E2 sont critiquables car ils sont peu stables et l’E2 peut se retrouver sous forme libre, ce qui affecte sa localisation cellulaire. L’objectif de cette thèse est donc de développer de nouvelles plateformes fonctionnalisées avec de l’E2 en utilisant les approches de synthèses ascendantes et descendantes. Le but de ces plateformes est de permettre d’étudier le mécanisme de l’effet non-génomique de l’E2, ainsi que d’explorer des applications potentielles dans le domaine biomédical. L’approche ascendante est basée sur un ligand d’E2 activé, l’acide 17,α-éthinylestradiol-benzoïque, attaché de façon covalente à un polymère de chitosan avec des substitutions de phosphorylcholine (CH-PC-E2). L’estradiol est sous forme de pro-drogue attachée au polymère qui s’auto-assembler pour former un film. L’effet biologique de la composition chimique du film de chitosan-phosphorylcholine a été étudié sur des cellules endothéliales. Les films de compositions chimiques différentes ont préalablement été caractérisés de façon physicochimique. La topographie de la surface, la charge de surface, ainsi que la rhéologie des différents films contenant 15, 25, ou 40% molaires de phosphorylcholine, ont été étudiés par microscopie à force atomique (AFM), potentiel zêta, résonance plasmonique de surface et par microbalance à cristal de quartz avec dissipation (QCM-D). Les résultats de QCM-D ont montré que plus la part molaire en phosphorylcholine est grande moins il y a de fibrinogène qui s’adsorbe sur le film de CH-PC. Des cellules humaines de veine ombilicale (HUVECs) cultivées sur des films de CH-PC25 et de CH-PC40 forment des amas cellulaire appelés sphéroïdes au bout de 4 jours, alors que ce n’est pas le cas lorsque ces cellules sont cultivées sur des films de CH-PC15. L’attachement de l’estradiol au polymère a été caractérisé par plusieurs techniques, telles que la résonance magnétique nucléaire de proton (1H NMR), la spectroscopie infrarouge avec transformée de Fourier à réfraction totale atténuée (FTIR-ATR) et la spectroscopie UV-visible. La nature hydrogel des films (sa capacité à retenir l’eau) ainsi que l’interaction des films avec des récepteurs à E2, ont été étudiés par la QCM-D. Des études d’imagerie cellulaires utilisant du diacétate de diaminofluoresceine-FM ont révélé que les films hydrogels de CH-PC-E2 stimulent la production d’oxyde nitrique par les cellules endothéliales, qui joue un rôle protecteur pour le système cardiovasculaire. L’ensemble de ces études met en valeur les rôles différents et les applications potentielles qu’ont les films de type CH-PC-E2 et CH-PC dans le cadre de la médecine cardiovasculaire régénérative. L’approche descendante est basée sur l’attachement de façon covalente d’E2 sur des ilots d’or de 2 μm disposés en rangées et espacés par 12 μm sur un substrat en verre. Les ilots ont été préparés par photolithographie. La surface du verre a quant à elle été modifiée à l’aide d’un tripeptide cyclique, le cRGD, favorisant l’adhésion cellulaire. L’attachement d’E2 sur les surfaces d’or a été suivi et confirmé par les techniques de SPR et de QCM-D. Des études d’ELISA ont montré une augmentation significative du niveau de phosphorylation de la kinase ERK (marqueur important de l’effet non-génomique) après 1 heure d’exposition des cellules endothéliales aux motifs alternant l’E2 et le cRGD. Par contre lorsque des cellules cancéreuses sont déposées sur les surfaces présentant des motifs d’E2, ces cellules ne croissent pas, ce qui suggère que l’E2 n’exerce pas d’effet génomique. Les résultats de l’approche descendante montrent le potentiel des surfaces présentant des motifs d’E2 pour l’étude des effets non-génomiques de l’E2 dans un modèle in vitro.

Multiscale morphology design of hybrid halide perovskites through a polymeric template

Hybrid halide perovskites have emerged as promising active constituents of next generation solution processable optoelectronic devices. During their assembling process, perovskite components undergo very complex dynamic equilibria starting in solution and progressing throughout film formation. Finding a methodology to control and affect these equilibria, responsible for the unique morphological diversity observed in perovskite films, constitutes a fundamental step towards a reproducible material processability. Here we propose the exploitation of polymer matrices as cooperative assembling components of novel perovskite CH3NH3PbI3 : polymer composites, in which the control of the chemical interactions in solution allows a predictable tuning of the final film morphology. We reveal that the nature of the interactions between perovskite precursors and polymer functional groups, probed by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy and Dynamic Light Scattering (DLS) techniques, allows the control of aggregates in solution whose characteristics are strictly maintained in the solid film, and permits the formation of nanostructures that are inaccessible to conventional perovskite depositions. These results demonstrate how the fundamental chemistry of perovskite precursors in solution has a paramount influence on controlling and monitoring the final morphology of CH3NH3PbI3 (MAPbI3) thin films, foreseeing the possibility of designing perovskite : polymer composites targeting diverse optoelectronic applications.

Evaluation of the Genotoxicity of Chitosan Nanoparticles for Use in Food Packaging Films

The use of nanoparticles in food packaging has been proposed on the basis that it could improve protection of foods by, for example, reducing permeation of gases, minimizing odor loss, and increasing mechanical strength and thermal stability. Consequently, the impacts of such nanoparticles on organisms and on the environment need to be investigated to ensure their safe use. In an earlier study, Moura and others (2008a) described the effect of addition of chitosan (CS) and poly(methacrylic acid) (PMAA) nanoparticles on the mechanical properties, water vapor, and oxygen permeability of hydroxypropyl methylcellulose films used in food packaging. Here, the genotoxicity of different polymeric CS/PMAA nanoparticles (size 60, 82, and 111 nm) was evaluated at different concentration levels, using the Allium cepa chromosome damage test as well as cytogenetic tests employing human lymphocyte cultures. Test substrates were exposed to solutions containing nanoparticles at polymer mass concentrations of 1.8, 18, and 180 mg/L. Results showed no evidence of DNA damage caused by the nanoparticles (no significant numerical or structural changes were observed), however the 82 and 111 nm nanoparticles reduced mitotic index values at the highest concentration tested (180 mg/L), indicating that the nanoparticles were toxic to the cells used at this concentration. In the case of the 60 nm CS/PMAA nanoparticles, no significant changes in the mitotic index were observed at the concentration levels tested, indicating that these particles were not toxic. The techniques used show promising potential for application in tests of nanoparticle safety envisaging the future use of these materials in food packaging.

At breaking point? Challenges for Australian film policy through the lens of genre (horror) films

Cultural policy settings attempting to foster the growth and development of the Australian feature film industry in era of globalisation are coming under increasing pressure. Global forces and emerging production and distribution models are challenging the “narrowness” of cultural policy – mandating a particular film culture, circumscribing certain notions of value and limiting the variety of films produced through cultural policy driven subvention models. Australian horror film production is an important case study. Horror films are a production strategy well suited to the financial limitations of the Australian film industry with competitive advantages for producers against international competitors. However, emerging within a “national” cinema driven by public subsidy and social/cultural objectives, horror films – internationally oriented with a low-culture status – have been severely marginalised within public funding environments. This paper introduces Australian horror film production, and examines the limitations of cultural policy, and the impacts of these questions for the Producer Offset.

'We just make the pictures...?' How work is portrayed in children's feature length films

This article explores how adult paid work is portrayed in 'family' feature length films. The study extends previous critical media literature which has overwhelmingly focused on depictions of gender and violence, exploring the visual content of films that is relevant to adult employment. Forty-two G/PG films were analyzed for relevant themes. Consistent with the exploratory nature of the research, themes emerged inductively from the films' content. Results reveal six major themes: males are more visible in adult work roles than women; the division of labour remains gendered; work and home are not mutually exclusive domains; organizational authority and power is wielded in punitive ways; there are avenues to better employment prospects; and status/money is paramount. The findings of the study reflect a range of subject matters related to occupational characteristics and work-related communication and interactions which are typically viewed by children in contemporary society.

Whither culture? Australian horror films and the limitations of cultural policy

Cultural policy that attempts to foster the Australian film industry’s growth and development in an era of globalisation is coming under increasing pressure. Throughout the 2000s, there has been a substantial boom in Australian horror films led by ‘runaway’ horror film Saw (2004), Wolf Creek (2005), and Undead (2003), achieving varying levels of popularity and commercial success worldwide. However, emerging within a national cinema driven by public subsidy and valuing ‘quality’ and ‘cultural content’ over ‘entertainment’ and ‘commercialism’, horror films have generally been antithetical to these objectives. Consequently, the recent boom in horror films has occurred largely outside the purview and subvention of cultural policy. This paper argues that global forces and emerging production and distribution models are challenging the ‘narrowness’ of cultural policy – a narrowness that mandates a particular film culture, circumscribes certain notions of value and limits the variety of films produced domestically. Despite their low-culture status, horror films have been well suited to the Australian film industry’s financial limitations, they are a growth strategy for producers, and a training ground for emerging filmmakers.

Aural auteur : sound in the films of Rolf de Heer

An interpretative methodology for understanding meaning in cinema since the 1950s, auteur analysis is an approach to film studies in which an individual, usually the director, is studied as the author of her or his films. The principal argument of this thesis is that proponents of auteurism have privileged examination of the visual components in a film-maker’s body of work, neglecting the potentially significant role played by sound. The thesis seeks to address this problematic imbalance by interrogating the creative use of sound in the films written and directed by Rolf de Heer, asking the question, “Does his use of sound make Rolf de Heer an aural auteur?” In so far as the term ‘aural’ encompasses everything in the film that is heard by the audience, the analysis seeks to discover if de Heer has, as Peter Wollen suggests of the auteur and her or his directing of the visual components (1968, 1972 and 1998), unconsciously left a detectable aural signature on his films. The thesis delivers an innovative outcome by demonstrating that auteur analysis that goes beyond the mise-en-scène (i.e. visuals) is productive and worthwhile as an interpretive response to film. De Heer’s use of the aural point of view and binaural sound recording, his interest in providing a ‘voice’ for marginalised people, his self-penned song lyrics, his close and early collaboration with composer Graham Tardif and sound designer Jim Currie, his ‘hands-on’ approach to sound recording and sound editing and his predilection for making films about sound are all shown to be examples of de Heer’s aural auteurism. As well as the three published (or accepted for publication) interviews with de Heer, Tardif and Currie, the dissertation consists of seven papers refereed and published (or accepted for publication) in journals and international conference proceedings, a literature review and a unifying essay. The papers presented are close textual analyses of de Heer’s films which, when considered as a whole, support the thesis’ overall argument and serve as a comprehensive auteur analysis, the first such sustained study of his work, and the first with an emphasis on the aural.