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Contribution au développement et à la dosimétrie multi-échelles de dispositifs pour l'exposition de cellules biologiques à des impulsions électriques nanosecondes et subnanosecondes de haute intensité

(Document en Français)

Prix de l'Innovation Jean-Claude Cassaing 2014

Accès au(x) document(s)

Modalités de diffusion de la thèse :
  • Thèse consultable sur internet, en texte intégral.
  • Accéder au(x) document(s) :
    • https://cdn.unilim.fr/files/theses-doctorat/2013LIMO4021.pdf
    Ce document est protégé en vertu du Code de la Propriété Intellectuelle.

Informations sur les contributeurs

Auteur
Kohler Sophie
Date de soutenance
15-11-2013

Directeur(s) de thèse
Lévêque Philippe - Arnaud-Cormos Liliana-Délia
Président du jury
VEYRET Bernard
Rapporteurs
PAILLOL Jean - SAULEAU Ronan
Membres du jury
BAILLARGEAT Dominique - BANCAUD Aurélien - BRANDENBURG Ronny - VEYRET Bernard - ARNAUD-CORMOS Delia - LEVEQUE Philippe

Laboratoire
XLIM - UMR CNRS 7252
Ecole doctorale
École doctorale Sciences et Ingénierie pour l'Information, Mathématiques (Limoges ; 2009-2017)
Etablissement de soutenance
Limoges

Informations générales

Discipline
Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique
Classification
Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres
bioélectromagnétisme, dosimétrie, différences finies, électroporation
Mots-clés
Biomagnétisme - Thèses et écrits académiques,
Haute tension - Thèses et écrits académiques,
Dosimétrie - Thèses et écrits académiques,
électrooptique - Thèses et écrits académiques,
Différences finies - Thèses et écrits académiques,
électroporation - Thèses et écrits académiques
Résumé :

Pour des intensités de champ électrique suffisantes, des études expérimentales réalisées in vitro ont montré que les effets biologiques des impulsions microsecondes sont localisés à la membrane externe, tandis que ceux des impulsions nanosecondes se manifestent à la fois à la membrane externe et aux membranes intracellulaires. Les mécanismes bio-physiques à l'origine des effets observés ne sont toutefois pas encore élucidés. Des études numériques ont par ailleurs suggéré qu'en diminuant la durée des impulsions au régime subnanoseconde, il deviendrait possible d'induire des effets biologiques à l'intérieur même des organelles intracellulaires. Dans cette thèse, nous proposons et étudions un système d'exposition ainsi que des techniques de dosimétrie expérimentale et numérique en vue d'explorer in vitro les effets biologiques d'intenses champs électriques pulsés nanosecondes et subnanosecondes. Nous montrons la capacité d'un générateur innovant, basé sur une structure coaxiale, à fournir les impulsions de tension requises. Nous proposons ensuite des cellules transverses électromagnétiques pour délivrer les impulsions à des cellules biologiques contenues dans une boîte en plastique. Pour la macrodosimétrie à l'intérieur des échantillons, un prototype de sonde électro-optique est caractérisé puis mis à profit. Nous montrons également que le système d'exposition étudié est adapté pour des mesures de température intracellulaire par microfluorimétrie. Enfin, nous proposons et démontrons un outil numérique pour des études dosimétriques à l'échelle atomique. La méthode développée combine des résultats de dynamique moléculaire à un code de modélisation électrostatique implémentant la méthode des différences finies en trois dimensions.  

Informations techniques

Type de contenu
Text
Format
PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine
Ressource locale
Identifiant
unilim-ori-30971
Numéro national
2013LIMO4021

Pour citer cette thèse

Kohler Sophie, Contribution au développement et à la dosimétrie multi-échelles de dispositifs pour l'exposition de cellules biologiques à des impulsions électriques nanosecondes et subnanosecondes de haute intensité, thèse de doctorat, Limoges, Université de Limoges, 2013. Disponible sur https://aurore.unilim.fr/ori-oai-search/notice/view/unilim-ori-30971