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EPOMCET


Projet EPOMCET

Etude de dispositifs innovants pour la mesure des propriétés opto-mécaniques en biologie cellulaire et tissulaire

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Départements: Mec'Appli - Optique
Financement: Région de Fracnhe-Comté
Contexte

La mesure de paramètres physiques en biologie cellulaire et tissulaire est un élément indispensable de la connaissance du vivant. En effet, les discriminations objectives cellules saines/cellules pathologiques et tissus sains/tissus pathologiques sont essentielles dans le cadre du diagnostic et du dépistage.

Au niveau médical, deux axes structurent ce programme de recherche : étude de certains cancers et paramètres mécaniques de la peau. Ce projet est multidisciplinaire et regroupe tant des biostatisticiens, des chirurgiens endoscopistes, des chercheurs en cancérologie (IFR 133) associés à des chercheurs en optique et mécanique. Il regroupe des compétences de chercheurs nationaux (LE2I à Dijon, le CIC-IT de Grenoble) et internationaux (Université de Liberec république tchèque). Il fait partie de l’axe MAGIC-BIO du PRES dans les sous-thèmes Qualification Biologique et Imagerie pour le Vivant.

Objectif

Nous proposons dans ce projet des méthodes innovantes qui permettront à terme une évaluation des caractères sains ou non par les anatomo-pathologistes. Les paramètres étudiés seront opto-mécaniques :

1. spectrométrie d’absorption et fluorescence
2. Tomographie par cohérence optique
3. Imagerie multispectrale
4. Mécanique des tissus

Résultats

- analyses des propriétés optiques thème par thème, c'est-à-dire avec des instruments adaptés à chaque mesure (figures 1 et 2).

EPOMCET fig1

Figure 1 : En haut : Scan free OCT avec un échantillon en transmission. En bas : compensation de la dispersion dépendante de la profondeur en temps réel : (a) A-scan sans compensation de dispersion, (b) avec la compensation de dispersion dépendante de la profondeur. En pointillés, les pics d'autocorrélation théorique de la source.

EPOMCET fig2

Figure 2 : Image de fluorescence d’une feuille : (a) autour de 700 nm, (b) autour de 735 nm. utilisation de l’imagerie de fluorescence hypespectrale : (c) le rapport entre les images (a) et (b) représentant la variation de concentration de chlorophylle.

- développement d'un dispositif expérimental visant les propriétés mécaniques de la peau humaine in vivo  à partir d’essais en sollicitation harmonique d’une part (figure 3) et d’essais en sollicitations biaxiales.

EPOMCET fig3

Figure 3: Dispositif de mesure harmonique de propriétés mécaniques de la peau in vivo.

Perspectives

• Développement d'outils objectifs permettant de déterminer la présence et le stade de cancers.

• Quantification de propriétés intrinsèques de la peau en particulier l'état de tension in vivo dans le but de dimensionner et optimiser les paramètres de peau de synthèse (substituts).

Publications relatives à ce projet

Gwenaël Rolin, Vincent Placet, Emmanuelle Jacquet, Hélène Tauzin, Sophie Robin, Lionel Pazart, Céline Viennet, Philippe Saas, Patrice Muret, Delphine Binda et Philippe Humbert, “Development and characterization of a human dermal equivalent with physiological mechanical properties”, Skin research and technology 2011; 0; 1-8 doi: 10.1111/j.1600-0846.2011.00564.x

"Dual-fibre stretcher and coma as tools for independent 2nd and 3rd order tunable dispersion compensation in a fibre-based 'scan-free' time domain optical coherence system", L Froehly, S Iyer, F Vanholsbeeck, Optics Communications, Vol. 284, N° 16-17, pp. 4099-4106, 2013.

"Supercontinuum sources in optical coherence tomography: A state of the art and the application to scan-free time domain correlation techniques and depth dependant dispersion compensation", Article Invité, L Froehly, J Meteau, Optical Fiber Technology, Vol. 18, N° 5, pp. 411-419, 2013

"Imagerie hyperspectrale: application à la caractérisation optique des tissus", O. Gaiffe, J. Méteau, K. Gouhmid, Bruno Wacogne et Christian Pieralli, Journée DIMACELL, 5 Juillet 2011, Besançon, France.

“Optical depth dependant dispersion compensation of a ‘scan-free’ time domain correlator for tomographic imaging”, J. Méteau, IONS 2012, Naples, Italie, 4-7 juillet 2012.

“Optical depth dependant dispersion compensation of a ‘scan-free’ time domain correlator for tomographic imaging”, J. Méteau, L. Froehly, EOSAM 2012, Aberdeen, Ecosse, 25-28 septembre 2012.

"Using dual-fibre stretchers and coma as tools for independent 2nd and 3rd order tuneable dispersion compensation in a fibre-based 'scan-free' time domain optical coherence tomography systems", S Iyer, F Vanholsbeeck, L Froehly, Poster, Conference on Laser and Electro-optics – Pacific Rim, 28 August – 1 September 2011, Sydney, Australia.

“Optical depth dependant dispersion compensation of a ‘scan-free’ time domain correlator for tomographic imaging”, J. Méteau, L. Froehly, Atelier LEA, Arc-et-Senans, France, 6-7 septembre 2012

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