Interactions Fluides Structures Biologiques (IFSB)

Microcapsules et cellules en écoulement

Anne-Virginie Salsac, Anne Le Goff, Badr Kaoui, Dominique Barthès-Biesel

Nous nous intéressons principalement aux capsules simples, constituées d'une goutte liquide entourée d'une membrane mince. Elles peuvent avoir des propriétés mécaniques différentes selon la composition physicochimique et la méthode de génération de la paroi, ces capsules ont des propriétés mécaniques différentes. Nous étudions le comportement de microcapsules en suspension libre dans un écoulement de cisaillement ou circulant dans un conduit étroit tel un pore microfluidique ou un vaisseau capillaire. Nous avons donc mis au point des codes numériques 3D permettant de modéliser le mouvement de capsules dans divers écoulements et des dispositifs expérimentaux permettant de caractériser les propriétés mécaniques de capsules afin d'en optimiser leur conception. En parallèle, nous utilisons la microfluidique pour diverses autres applications : fabrication de micro-capsules de taille et propriétés contrôlées, tri ou enrichissement de suspensions, génération de plaquettes à la demande.

Projets

• Modélisation du mouvement des capsules en écoulement – Anne-Virginie Salsac, Badr Kaoui, Dominique Barthès-Biesel

• Caractérisation, fabrication et tri de microcapsules au moyen de techniques microfluidiques – Anne-Virginie Salsac, Anne Le Goff, Dominique Barthès-Biesel

• Relargage de substances encapsulées avec ou sans stimulation externe – Badr Kaoui, Anne-Virginie Salsac

• Étude de l’adhésion de plaquettes en écoulement par une surface texturée – Anne Le Goff

• Étude de cellules circulantes en micropuces – Anne Le Goff, Anne-Virginie Salsac

Ecoulements physiologiques

Anne-Virginie Salsac, Isabelle Claude, Dominique Barthès-Biesel

Les maladies cardio-vasculaires représentent une des premières causes de mortalité dans les pays industrialisés. Elles sont associées à des modifications de la géométrie ou des propriétés mécaniques de vaisseaux (sténoses, thromboses, anévrismes). Des modifications de la circulation sanguine aux niveaux microscopiques et macroscopiques sont observées dans la plupart des maladies dégénératives, qu’elles soient cardiovasculaires ou autres (ex : certains cancers).
En clinique, les méthodes classiques d'investigation reposent essentiellement sur la détermination de critères géométriques, ou sur l’estimation des vitesses par Doppler. Nous contribuons au développement d’autres méthodes non invasives permettant le diagnostic des lésions à risque et un pronostic sur la validité de stratégies thérapeutiques (pontage, endoprothèse).
Mais notre principale cible d’action est l’étude et le développement de techniques thérapeutiques minimalement invasives (embolisation, réparation de valves cardiaques, etc).
Sur un plan fondamental, cela nécessite de quantifier les conditions locales d’écoulement sanguin et l’impact des dispositifs biomédicaux sur ces derniers. Nous étudions ces comportements multiphysiques et évaluons les contraintes mécaniques générées sur/dans les parois artérielles en couplant des approches de modélisation in vitro et in silico en partant de données cliniques obtenues via diverses modalités d'imagerie (échographie, IRM, …).

Projets

• Caractérisation de l'écoulement sanguin et des propriétés mécaniques de la paroi artérielle par couplage avec l’imagerie médicale – Anne-Virginie Salsac, Isabelle Claude

• Étude de traitements thérapeutiques : embolisation, réparation de valve cardiaque angioplastie, stenting – Anne-Virginie Salsac, Dominique Barthès-Biesel