Développement d'une capsule de prélèvement de microbiote intestinal utilisant un mécanisme bistable et exploitant la fabrication additive

Development of an intestinal microbiota sampling capsule using a bistable mechanism and exploiting additive manufacturing

• Auteur / Autrice : Mouna Ben Salem
• Direction : Yassine Haddab, Pierre Renaud, Lennart Rubbert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Systèmes automatiques et micro-électroniques
• Date : Soutenance le 19/06/2020
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique, de robotique et de micro-électronique (Montpellier ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Cinquin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yassine Haddab, Pierre Renaud, Lennart Rubbert, Philippe Cinquin, Jérôme Szewczyk, Michaël Gauthier, Philippe Lutz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jérôme Szewczyk, Michaël Gauthier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biomatériaux

Prototypage rapide

Flore intestinale

Mots clés libres

Capsule de prélèvement

Microbiote intestinal

Mécanisme bistable

Fabrication additive

Dépôt de fil fondu

Sampling capsule

Intestinal microbiota

Bistable mechanism

Additive manufacturing

Fused deposition modeling

Résumé

Le diagnostic et le traitement des maladies gastro-intestinales ont connu un développement important au cours des dernières années avec l'invention des capsules endoscopiques qui facilitent l'accès aux différentes sections du tube digestif.Bien que ces capsules puissent assurer certaines fonctions telles que l'inspection du tractus gastro-intestinal et l'administration des médicaments, le prélèvement de microbiote nécessite encore une intervention chirurgicale pour prélever des échantillons du liquide intestinal.Nous proposons, à travers ces travaux de thèse, un dispositif de prélèvement de microbiote capable de naviguer dans le tractus gastro-intestinal, de prélever un échantillon du liquide intestinal et de le protéger de toutes contamination pendant le transite jusqu’à sa sortie du corps humain. Nous utilisons une structure bistable pour assurer la fermeture la capsule après le prélèvement et une éponge pour le déclenchement. La solution que nous proposons est sans danger pour le corps humain car elle ne contient aucun composant électronique, aucune batterie et elle ne nécessite aucune intervention externe. Pour fabriquer la capsule, nous exploitons la fabrication additive. Cette technologie nous offre la possibilité d’utiliser un matériau biocompatible à un coût relativement faible et permet d'accélérer le cycle de conception du prototype.

The diagnosis and the treatment of gastro-intestinal pathologies have experienced significant development in recent years with the invention of endoscopic capsules which facilitate the access to different sections of the gastro-intestinal tract.Although these capsules can perform several functions such as gastrointestinal tract inspection and drug delivery, microbiota sampling still requires surgery in order to collect intestinal liquid samples.We propose through this work a microbiota sampling device that navigates through the gastro-intestinal tract, takes a sample of the intestinal fluid and protects it from any contamination as the device navigates in the human body. We use a bistable structure to close the capsule after sampling and a sponge for the triggering.The device is safe for the human body, as it does not contain electronic components, batteries and does not require any external intervention.To manufacture the microbiota sampling capsule, we use additive manufacturing. This technology offers the use of biocompatible material at a relatively low cost and allows fast prototyping cycle.