Conception et analyse d'un microsystème pour l'injection transdermique

par Antonin Hoël

Thèse de doctorat en Électronique Électrotechnique Automatique et Microsystèmes

Sous la direction de Damien Grenier.

Soutenue en 2007

à Cachan, Ecole normale supérieure .

mots clés

• Microfluidique
• Médicaments -- Administration par voie transcutanée
• Spectrométrie de masse de désorption de plasmas

Résumé

Ce travail de thèse présente en détail la conception et le développement d'un actionneur microfluidique pour la distribution de fluide au travers d'une matrice de microaiguilles. Cet actionneur est un élément d'un projet de recherche européen, Angioskin, visant à réaliser le traitement d'une maladie de peau (le psoriasis) par injection d'ADN codant pour une protéine antiangiogénique. Le contexte médical de ce projet a imposé plusieurs contraintes sur les caractéristiques du système de distribution fluidique ; ce dernier doit permettre de manipuler de petites quantités de fluide tout en limitant les pertes, et assurer l'injection d'une quantité définie de produit de manière uniforme au travers d'une matrice de cent microaiguilles malgré des conditions d'injection variables. Enfin, il a aussi été nécessaire de s'assurer que les molécules d'ADN pouvaient circuler correctement, et surtout sans être dégradées, dans le microsystème afin de garder leurs propriétés thérapeutiques. Ce microsystème a été réalisé en PDMS, et est constitué d'un réseau de micro-réservoirs connectés par des canaux ainsi que plusieurs éléments de contrôle (valves, diode fluidique, résistance hydrodynamique). Ce système a fait l'objet d'un brevet européen (EP1852142).

Titre traduit

Conception and analyze of a microsystem for transdermal injection

Résumé

This work present the conception and development of a microfluidic component for fluid distribution through a microneedle matrix. This component is a part of an Europan research project, Angioskin, aiming to cure a skin disease (psoriasis) by injecting a DNA coding for an antiangiogenic factor. The medical context of this project imposed to adapt the microfluidic device ; it has to deliver small quantities of liquid with the fewest possible losses and distribute a given quantity of liquid uniformly through one hundred microneedles despite variable injection conditions. Finally, the circulation of the DNA molecules within the microsystem has been checked, and especially it has been made sure that the DNA molecule were not damaged inside the microsystem. The microsystem is made of PDMS and is composed of a matrix of microchambers connected by microchannels, and several control elements (valve, fluidic diode, hydrodynamic resistance). This system has been patented (EP1852142).