Fabrication, intégration et étude de micropiliers pour la culture cellulaire

par Jin Wei

Projet de thèse en Chimie Analytique

Sous la direction de Yong Chen.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de Chimie Physique et Chimie Analytique de Paris-Centre , en partenariat avec PROCESSUS D'ACTIVATION SELECTIVE PAR TRANSFERT D'ENERGIE UNI-ELECTRONIQUE OU RADIATIF (laboratoire) et de Ecole normale supérieure (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2014 .


  • Résumé

    Ce travail a pour but de développer des nouveaux substrats pour les études sur la culture cellulaire. Nous avons d'abord fabrique des réseaux de micro-piliers en élastomère et en polymères thermoplastiques. En particulier, nous avons réalisé des réseaux de micro-piliers adjacents à différentes hauteurs pour évaluer la migration cellulaire dépendante de la rigidité de surface de culture. Nos résultats ont montré que les cellules étaient sensibles ¨¤ la hauteur des piliers lorsque la rigidité effective du substrat était compatible avec celle de la cellule et que les cellules localisent préférentiellement sur la patrie plus rigide. Nous avons également développé une méthode pour fabriquer des nanofibres sur les piliers élastomère pour créer un substrat qui mimique la matrice extracellulaire in vivo. Nos résultats ont montré que les neurones primaires de l'hippocampe sur un tel substrat étaient plus actifs que sur des substrats plats. En outre, nous avons analysé le confinement et la déformation des noyaux cellulaires dans les espaces inter-piliers pour les études de cellules tumorales et de cellules souches. Enfin, nous avons intègre les réseaux de micro-piliers dans un dispositif microfluidique et montre que la migration cellulaire sous gradient de concentration était influencée par la rigidité du substrat. Tous ensemble, les micropiliers fabriques peuvent être utilisés pour réguler la rigidité du substrat pour les études de culture cellulaire.

  • Titre traduit

    Fabrication, integration and study of micropillars for cell culture


  • Résumé

    This work aimed to provide new substrates for cell culture studies. We first developed a method to fabricate micropillars in both elastomer and thermoplastic polymer. In particular, we produced adjacent micropillar arrays with different heights to evaluate the surface stiffness dependent migration of cells. Our results showed that cells were sensitive to the height of the pillars when the effective stiffness of the substrate is compatible to that of the cell and that the cells were preferentially localized on the stiffer surface area. We also developed a method to fabricate nanofibers on the elastomer pillars to create in-vivo like extracellular matrix. Our results showed that primary hippocampal neurons on such a substrate were more active than on flat substrates. Furthermore, we analyzed the confinement and deformation of cell nuclei in the inter-pillar areas for both cancer and stem cell studies. Finally, we integrated the micro-pillar arrays into a microfluidic device and showed that the cell migration under concentration gradient was influenced by the substrate stiffness. Altogether, the fabricated pillar arrays can be used to regulate the stiffness of the substrate for cell culture studies.