Yes / Many drug molecules can be directly used as nanomedicine without the requirement of any inorganic or organic carriers such as silica and liposome nanostructures. This new type of carrier-free drug nanoparticles (NPs) has great potential in clinical treatment because of its ultra-high drug loading capacity and biodegradability. For practical applications, it is essential for such nanomedicine to possess robust stability and minimal premature release of therapeutic molecules during circulation in the blood stream. To meet this requirement, herein, we develop GSH-responsive and crosslinkable amphiphilic polyethylene glycol (PEG) molecules to modify carrier-free drug NPs. These PEG molecules can be cross-linked on the surface of the NPs to endow them with greater stability and the cross-link is sensitive to intracellular environment for bio-responsive drug release. With this elegant design, our experimental results show that the liberation of DOX from DOX-cross-linked PEG NPs is dramatically slower than that from DOX-non-cross-linked PEG NPs, and the DOX release profile can be controlled by tuning the concentration of the reducing agent to break the cross-link between PEG molecules. More importantly, in vivo studies reveal that the DOX-cross-linked PEG NPs exhibit favorable blood circulation half-life (>4 h) and intense accumulation in tumor areas, enabling effective anti-cancer therapy. We expect this work will provide a powerful strategy for stabilizing carrier-free nanomedicines and pave the way to their successful clinical applications in the future. / The National Basic Research Program of China (2013CB933500, 2012CB932400), National Natural Science Foundation of China (61422403), Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20131162), QingLan Project, Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and a Project funded by the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions (PAPD).

De nombreuses applications peuvent être formulées en termes de systèmes distribués que ce soit une nécessité face à une distribution physique des entités (réseaux, robotique mobile) ou un moyen adopté face à la complexité d'appréhender un problème de manière globale. A travers l'utilisation conjointe de méthodes dites d'apprentissage par renforcement et des systèmes multi-agents, des agents autonomes coopératifs peuvent apprendre à résoudre de manière décentralisée des problèmes complexes en s'adaptant à ceux-ci afin de réaliser un objectif commun. Les méthodes d'apprentissage par renforcement ne nécessitent aucune connaissance a priori sur la dynamique du système, celui-ci pouvant être stochastique et non-linéaire. Cependant, afin d'améliorer la vitesse d'apprentissage, des méthodes d'injection de connaissances pour les problèmes de plus court chemin stochastique sont étudiées et une fonction d'influence générique est proposée. Nous nous intéressons ensuite au cas d'agents indépendants situés dans des jeux de Markov d'équipe. Dans ce cadre, les agents apprenant par renforcement doivent surmonter plusieurs enjeux tels que la coordination ou l'impact de l'exploration. L'étude de ces enjeux permet tout d'abord de synthétiser les caractéristiques des méthodes décentralisées d'apprentissage par renforcement existantes. Ensuite, au vu des difficultés rencontrées par ces approches, deux algorithmes sont proposés. Le premier est le Q-learning hystérétique qui repose sur des agents "à tendance optimiste réglable ". Le second est le Swing between Optimistic or Neutral (SOoN) qui permet à des agents indépendants de s'adapter automatiquement à la stochasticité de l'environnement. Les expérimentations sur divers jeux de Markov d'équipe montrent notamment que le SOoN surmonte les principaux facteurs de non-coordination et est robuste face à l'exploration des autres agents. Une extension de ces travaux à la commande décentralisée d'un système distribué de micromanipulation (smart surface) dans un cas partiellement observable est enfin exposée.

Cette thèse traite le sujet du micro-actionnement multistable employant des radiations optiques pour atteindre les différentes positions offertes par le micro-actionneur. Dans le cadre des travaux réalisés, un mécanisme bistable reposant sur un principe de doubles poutres préformées situées en position antagoniste est proposé, et, sur cette brique élémentaire, un micro-actionneur quadristable a été conçu. Afin de valider le principe de fonctionnement de micro-actionneur, des procédés de fabrication Laser (sur le matériau « médium - MDF») puis DRIE (sur un wafer SOI de silicium) ont été utilisés. Sur le prototype en silicium, permettant une réduction des courses du rang interne et du rang externe du micro-actionneur, celles-ci ont été fixées à 300 µm et 200 µm respectivement. L’actionnement à distance de ce micro-actionneur a été prouvé en utilisant le chauffage laser d’un élément actif en Nitinol structuré par un dépôt de SiO2, ceci générant un effet « deux sens » de l’élément actif permettant d’annuler la charge sur les poutres du micro-actionneur une fois celui-ci déclenché puis en position stable. L’utilisation d’un banc expérimental incluant une membrane MEMS de balayage laser a permis de démontrer la quadristabilité du micro-actionneur sur 90 000 cycles. Afin de réduire davantage la course de ce micro-actionneur, des concepts de dispositifs de réduction de course ont été développés pour démontrer, à partir de prototypes fabriqué en MDF par usinage laser, la capacité à atteindre une course de 1 µm. Enfin, à la suite de ces travaux de réduction de course, un concept de nano-actionneur multistable a été proposé. Ce nano-actionneur est composé de quatre modules bistables liés et disposés en parallèle pour offrir 16 positions discrètes sur une course rectiligne. Les simulations de cet actionneur montrent la possibilité d’atteindre les 15 positions espacées de 10 nm sur une course de 150 nm. / In this work, a bistable mechanism based on antagonistic pre-shaped double beams was proposed. Employing the proposed bistable mechanism, a quadristable micro-actuator was designed. ln order to validate the quadristability of the device, a meso-scaled prototype was fabricated from MDF by laser cutting. After the quadristability was experimentally confirmed, a quadristable micro-actuator was realized on SOl wafer using DRIE technique. Strokes for inner row and outer row were reduced to 300 µm and 200 µm respectively. For the actuation of the quadristable micro-actuator,laser heated SMA elements with deposited Si02 layer were used to realize the optical wireless actuation. With the help of a laser beam steering micro-mirror, both inner row and outer row were successfully actuated. ln order to further reduce the stroke, a bistable actuator with stroke reducing structure was designed and a prototype eut from MDF was tested. Bistability was validated and a stroke of 1µm was experimentally achieved. Based on this bistable module, a multistable nano-actuator, which contains four parallel coupled bistable modules,was designed and simulated. The simulated result have indicated that it was capable of outputs 16 discrete stable positions available from 0 nm to 150 nm with a step of 10 nm between two stable positions.

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