Microsystèmes et microcapteurs pour les sciences du vivant

par Rabah Zeggari

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Tijani Gharbi.

Soutenue en 2008

à Besançon , en partenariat avec Université de Franche-comté. UFR des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Microtechniques
• Vie (biologie)
• Cornée

Résumé

Au cours de cette thèse, deux Lab On Chip ont été réalisés. Le premier est destiné à la fécondation in vitro (PlV) et le second au transport et au contrôle qualité d'un greffon cornéen. Le Lab On Chip pour la PlV est constitué d'une plateforme et d'un ensemble de sondes permettant la caractérisation de l'ovocyte. La plateforme en silicium, assure le maintien en vie de l'ovocyte en formant un réservoir pour le milieu de vie des cellules. Un réseau de microcanaux usiné sur la plateforme permet d'aspirer le milieu des cellules et confère à cette dernière les fonctions: de déplacement, de positionnement et d'immobilisation de l'ovocyte. Des tests préliminaires, sur des ovocytes surnuméraires, ont montré la faisabilité des analyses non invasives pour la caractérisation des ovocytes avant fécondation. Actuellement, la manipulation de la cornée, pour effectuer certaines analyses, risque de l'endommager. Pour résoudre ce problème, nous avons développé une méthode optique, non invasive, pour caractériser l'état de la cornée. Il s'agit d'une mesure de la transmittance de la cornée corrélée avec le nombre de cellules vivantes. Afin de détecter les infections dans la cornée, nous avons développé des microcapteurs de pH. Ces derniers offrent une mesure ponctuelle plus précise. La caractérisation des microcapteurs a donnée des résultats pertinents jusqu'à une taille de 10 [microns]. Enfin, nous avons intégré un système de capillaires pour maintenir à la fois la cornée dans son milieu de vie et pour la positionner d'une manière non invasive, afinn d'effectuer son analyse.

Titre traduit

Microsystems and micro-sensors for life sciences

Résumé

In this thesis, two Lab On Chip bas been realised. The first one is intended for in vitro fertilization (NF), the second for the transportation and quality control of the cornea. The Lab On chip for NF is formed of a platform and a set of probes. The platform is made of silicon; it forms a reservoir for the life fluid of the oocyte to keep it alive. On the platform we machined a network of microchannels to aspire the life fluid ; this operation gives the platform the functions of : transportation, positioning and immobilization of the oocyte. A preliminary test, on supernumerary cells, demonstrates the feasibility of non invasive tests for the characterization of the oocyte before fertilization. Actually, the manipulation of the cornea, for execute some analysis, can cause damage for it. To resolve this problem, we developed an optical method, so no invasive, for characterization state of the cornea. It consist in the measure of cornea transmittance, that measure is correlated with the number of living cells. To detect infections in the cornea, we developed pH micro-sensors. The latter offer a more accurate measure. The characterisation of the pH micro-sensors bas yielded results relevant until a size of 10 ~m. Finally, we incorporated a system of capillaries to maintain the cornea in his life fluid, also for its positioning by non invasive manner for analysis.