Fabrication et caractérisation de populations de microcapsules avec une technique microfluidique

par Thi-Xuan Chu

Thèse de doctorat en Bio-ingénierie, biomécanique, biomatériaux

Sous la direction de Dominique Barthès-Biesel et de Éric Leclerc.

Soutenue en 2011

à Compiègne .


  • Résumé

    Nous avons développé une méthode d’analyse inverse qui combine une technique microfluidique et une simulation numérique afin de déterminer le module de cisaillement de populations de microcapsules. Cette méthode est simple et permet de discriminer des populations de microcapsules d’ovalbumine fabriquées à différentes conditions physicochimiques (pH et temps de réticulation). Notre méthode a montré que les propriétés mécaniques de la membrane étaient corrélées au degré de réticulation induit lors de la fabrication. Nous avons également conçu un microsystème permettant de fabriquer et caractériser en ligne les microcapsules. Ce microsystème est composé de trois parties. La première partie est composée de deux jonctions Y successives (flow-focusing) contrôlant la fabrication de goutte puis l’injection de l’agent réticulant. La seconde est un serpentin contrôlant le temps de réticulation des microcapsules. Enfin, la troisième partie est un microcanal cylindrique qui permet la caractérisation en ligne des propriétés mécaniques des microcapsules. Nous avons montré que la taille des gouttes augmentait avec le rapport de débit des phases continue et dispersée, mais qu’elle ne changeait pas avec le débit de la phase de réticulation. La réticulation in situ a pu être mise en évidence par des plissements sur les membranes. Enfin, les propriétés mécaniques ont été extraites avec succès démontrant le potentiel de notre approche.

  • Titre traduit

    Fabrication and characterization of microcapsule populations with a microfluidic technique


  • Résumé

    We have developed an inverse analysis method that combines a microfluidic technique with a numerical simulation to determine the shear modulus of microcapsule populations. This method is simple and allows the discrimination between various microcapsule populations made of cross-linked ovalbumin membranes that are fabricated at different physico-chemical conditions (pH and time of reticulation). Our method showed that the mechanical properties of the microcapsule membrane were correlated with the degree of reticulation used during the fabrication. We also designed a microsystem for online fabrication and characterization of microcapsules. The microsystem is divided in three parts. The first part consists of two successive Y junctions (flow-focusing) controlling the droplet fabrication and the injection of the cross-linking agent. The second is a wavy microchannel controlling the reticulation time of the microcapsules. Then, the third part is a cylindrical microchannel that allows online characterization of mechanical properties of the microcapsule membrane. We have shown that the droplet size increased with the flow rate ratio of continuous and dispersed phases, but did not change with the flow rate of the reticulation phase. The online reticulation has been demonstrated by the crinkles on the membranes. Finally, the mechanical properties were extracted successfully demonstrating the potential of our approach.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (124 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 107 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 CHU 1959
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.