Brevet FR2779525A1 — publié le 19991210

l APPAREIL DE MESURE DE L'ACTIVITE ELECTROPHYSIOLOGIQUE D'UN AMAS DE CELLULES La présente invention concemrne un appareil de mesure de l'activité électrophysiologique d'un amas de cellules. Pour mesurer l'activité électrophysiologique d'un amas de cellules, on place les cellules dans un dispositif de mesure comportant un réseau d'électrodes. Chaque électrode de ce réseau comporte une zone dénudée en contact avec l'amas de cellules, une zone dénudée accessible depuis l'extérieur d'un récipient contenant les cellules, et une zone isolée séparant les deux zones dénudées. Un tel dispositif a été développé, par exemple, par la société "multi-channel system" sous l'appellation MEA60 system. Ce dispositif présente plusieurs inconvénients. En particulier, la structure du récipient ne permet pas une survie des cellules pendant une durée très importante. De plus, lorsqu'un utilisateur souhaite mesurer une activité électrophysiologique des cellules, il met en contact des pointes d'alimentation avec les électrodes concernées parmi le réseau d'électrodes. Ce contact est réalisé manuellement. Ceci implique qu'il est particulièrement difficile d'effectuer des mesures sur une certaine durée ou sur plusieurs électrodes simultanément. Lorsqu'une zone de l'amas cellulaire doit être stimulée, cette stimulation est effectuée manuellement au moyen d'une électrode de stimulation. Ceci complique la mesure et empêche de gérer les mesures à distance. Enfin, ce dispositif ne prévoit pas d'analyse en ligne des résultats des mesures. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en réalisant un appareil qui soit simple à manipuler, qui offre une grande souplesse d'utilisation et qui peut totalement être géré à distance. Cet appareil permet en outre une durée de vie des cellules importante, ce qui permet de réaliser des mesures sur une longue période. Ce but est atteint par un appareil tel que défini en préambule et caractérisé en ce qu'il comporte une carte de mesure pourvue d'une chambre recevant les cellules à analyser et contenant un réseau d'électrodes dont au moins certaines d'entre elles sont en contact avec ledit amas de cellules comportant un connecteur formé de pistes conductrices, chaque électrode du réseau d'électrodes étant en contact avec une piste conductrice du connecteur, ce connecteur étant relié à un boîtier de mesure agencé pour transmettre des signaux électriques à au moins une électrode dudit réseau d'électrodes et pour recevoir des signaux électriques d'au moins une des électrodes. Selon un mode de réalisation préféré, le boîtier de mesure est relié à un système de gestion des mesures agencé pour gérer des paramètres de mesure et pour analyser les signaux des mesures. L'appareil comporte avantageusement des moyens pour attribuer à au moins une électrode du réseau d'électrodes une fonction d'électrode de mesure et des moyens pour attribuer à au moins une électrode du réseau d'électrodes une fonction d'électrode de stimulation. La carte est de préférence placée dans un support et le connecteur est solidaire dudit support. Ce support est avantageusement réalisé en métal. Selon une forme de réalisation avantageuse, le support coopère avec des moyens de chauffage agencé pour chauffer la carte de mesure. La carte de mesure coopère avantageusement avec un dispositif de perfusion agencé pour perfuser ledit amas de cellules. Selon une forme de réalisation préférée, le système de gestion comporte des moyens pour commander le dispositif de perfusion et les moyens de chauffage. Il comporte également des moyens de commande à distance. La présente invention et ses avantages seront mieux compris en référence à un mode de réalisation particulier de l'invention et aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue d'ensemble de l'appareil selon la présente invention, et - la figure 2 est une vue d'une carte de mesure utilisée avec appareil de la figure 1. En référence à ces figures, I'appareil 10 comprend essentiellement un support 11 dans lequel est placée une carte de mesure 12, un dispositif 13 de perfusion, un thermostat 14, un boîtier de mesure 15 et un système de gestion des mesures 16. Le support 11 est constitué essentiellement d'une partie fixe 17 dans laquelle est placée la carte de mesure 12, et d'une partie mobile 18. La carte de mesure comporte essentiellement une chambre 19 pourvue d'une entrée 20 et d'une sortie 21 et contenant les cellules à analyser, un couvercle amovible servant à fermer la chambre et un réseau d'électrodes 22. Les électrodes formant ce réseau ont une première partie 23 disposées dans la chambre de façon à pouvoir être amenées en contact avec certaines cellules de l'amas de cellules, et une deuxième partie 24 disposée à l'extérieur de la chambre. La partie mobile 18 du support est solidaire d'un circuit électronique souple formé d'un réseau de pistes conductrices dont une extrémité est en contact avec une électrode respective de la carte de mesure. L'autre extrémité des pistes du réseau de pistes conductrices est placée dans un connecteur 25 fixé au support. Ce support est avantageusement réalisé en métal de façon à constituer une cage de Faraday autour de la carte. Le support comporte un trou traversant 26, 26' dans sa partie fixe et dans sa partie mobile, ces trous étant disposés de telle façon que la chambre de la carte de mesure soit placée entre les deux trous lorsque le support est fermé. Ce support peut être associé à des moyens d'éclairage et/ou à des moyens de visualisation 27, de sorte qu'il est possible soit d'observer les cellules analysées au moyen d'un microscope ou d'une loupe, soit d'obtenir une image sur un écran. Le support comporte également des moyens de chauffage 28 et des moyens de contrôle 29 de la température. Les moyens de chauffage peuvent être réalisés sous la forme d'une résistance électrique placée de façon à chauffer une zone du support proche des cellules à analyser. Ils peuvent également être formés par des canaux réalisés dans le support lui- même et agencés pour permettre une circulation d'air chaud, générée par un ventilateur associé à une résistance chauffante. Les moyens de contrôle de la température 29 sont liés au thermostat 14 et comprennent, par exemple, une sonde thermostatique disposée à proximité des cellules à analyser. Lorsqu'un échantillon de cellules est mis en place pour effectuer une mesure, il est disposé dans la chambre 19 de la carte. Le couvercle amovible est fermé, la partie mobile 18 du support est retirée de façon à permettre la mise en place de la carte dans le support, puis la partie mobile du support est remise en place de façon à fermer le support. L'entrée 20 et la sortie 21 de la chambre sont reliées respectivement à un tube souple d'introduction et à un tube souple d'évacuation. Le tube d'introduction est connecté au dispositif 13 de perfusion. Ce dispositif de perfusion permet d'une part, de délivrer un liquide nutritif aux cellules disposées dans la carte, et d'autre part, d'administrer un produit à tester à ces cellules. Ce dispositif de perfusion est formé d'un support 30 contenant une ou o10 plusieurs seringues 31 et de poussoirs 32 actionnant les pistons des seringues. Le déplacement des poussoirs est géré par le système de gestion des mesures 16 de façon à délivrer le produit voulu, à un instant donné ou pendant une durée donnée, selon une certaine quantité ou un certain débit. Le thermostat 14 permet de définir une température donnée ou une évolution de la température en fonction du temps. Il est également géré par le système de gestion des mesures 16. Le boîtier de mesure 15 est un boîtier d'interface entre le système de gestion des mesures 16 et la carte de mesure 12. Ce boîtier permet en particulier l'amplification et le multiplexage de signaux électriques se déplaçant entre la carte et le système de gestion des mesures dans les deux sens. Ce boîtier de mesure comporte des moyens permettant l'amplification des signaux électriques circulant entre la carte et le système de gestion. Il comporte également des moyens pour modifier le facteur d'amplification, de même que l'ordre de multiplexage. Ces modifications peuvent être effectuées à partir du système de gestion des mesures 16, c'est-à-dire sans agir mécaniquement sur le boîtier de mesure. Le système de gestion des mesures 16 peut comprendre un ordinateur 33 utilisant un logiciel de gestion des mesures spécifique à l'application désirée. Ce logiciel permet en particulier de gérer le fonctionnement du dispositif 13 de perfusion, du thermostat 14 et du boîtier de mesure 15. Il permet également d'attribuer différentes fonctions aux électrodes. En particulier, dans un mode de réalisation concret, deux électrodes sont choisies comme électrodes de stimulation. Un signal électrique est donc envoyé depuis le boîtier de mesure vers ces électrodes. D'autres électrodes, par exemple huit électrodes parmi un total de quarante électrodes formant le réseau, sont utilisées comme électrodes de mesure. Un signal électrique provenant de la carte est donc reçu par le boîtier de commande. Les électrodes utilisées sont choisies en fonction de l'organisation du tissu. Afin de pouvoir visualiser cette organisation et effectuer un choix d'électrodes judicieux, il est important de disposer de moyens de visualisation, soit directs par transparence, soit par l'intermédiaire d'une caméra qui peut notamment projeter son image sur un écran du système de gestion 16. Ce système de gestion permet de définir de façon simple, tous les paramètres relatifs aux mesures effectuées. Lors de stimulations électriques, la longueur, la période et l'amplitude des impulsions peuvent notamment être définies. La stimulation peut également être réalisée au moyen d'un dispositif extemrne, dans lequel les différents paramètres peuvent être programmés. Les données pour effectuer les mesures ainsi que les résultats de ces mesures peuvent être stockées dans une mémoire placée dans le boîtier de mesure 15. Ceci permet de conserver ces informations pour en faire une analyse ultérieure. La présente invention présente un certain nombre d'avantages par rapport aux systèmes existant actuellement. En particulier, I'appareil est très simple à manipuler. En effet, la mise en place de la carte dans le support assure une connexion électrique de toutes les électrodes du réseau. Le choix des électrodes utilisées se fait simplement sur le système de gestion 16. Tous les paramètres sont introduits à partir de ce système de gestion, ce qui permet également d'effectuer ces réglages à distance, par l'intermédiaire d'un modem. En outre, grâce aux moyens de visualisation, le choix des électrodes en fonction de l'organisation du tissu, de même que la surveillance de la survie des cellules peut être effectuée à distance. Comme la carte de mesure est fermée par un couvercle et qu'elle est placée dans un support, les cellules sont isolées du milieu extérieur ce qui permet d'effectuer des mesures dans un environnement non stérile. Le support est avantageusement réalisé en métal. Il joue donc le rôle de cage de Faraday, ce qui évite d'ajouter une autre cage de Faraday. La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toute modification ou variante évidente pour l'homme du métier. En particulier, d'autres fonctions, telle que l'analyse de certains paramètres particuliers des mesures, pourraient être intégrées au logiciel du système de gestion 16. L'ensemble de l'appareil peut également être adapté aux cas particuliers de mesure à effectuer. Ceci peut se présenter si la visualisation par une optique particulière n'est pas nécessaire, ou si l'appareil est toujours utilisé pour un même type de mesure nécessitant des conditions particulières. Le nombre et la disposition des électrodes peuvent également être modifiés en fonction des besoins de l'analyse. REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure de l'activité électrophysiologique d'un amas de cellules, caractérisé en ce qu'il comporte une carte de mesure (12) pourvue d'une chambre (19) recevant les cellules à analyser et contenant un réseau d'électrodes (22) dont au moins certaines d'entre elles sont en contact avec ledit amas de cellules comportant un connecteur (25) formé de pistes conductrices, chaque électrode du réseau d'électrodes étant en contact avec une piste conductrice du connecteur, ce connecteur étant relié à un boîtier de mesure (15) agencé pour transmettre des signaux électriques à au moins une électrode dudit réseau d'électrodes et pour recevoir des signaux électriques d'au moins une des électrodes. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier de mesure (15) est relié à un système de gestion des mesures (16) agencé pour gérer des paramètres de mesure et pour analyser les signaux des mesures. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour attribuer à au moins une électrode du réseau d'électrodes (22) une fonction d'électrode de mesure. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour attribuer à au moins une électrode du réseau d'électrodes (22) une fonction d'électrode de stimulation. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la carte de mesure (12) est placée dans un support (30) et en ce que le connecteur (25) est solidaire dudit support. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support (30) est réalisé en métal. 7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (30) coopère avec des moyens de chauffage agencé pour chauffer les cellules dans la carte de mesure (12). 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la carte de mesure (12) coopère avec un dispositif de perfusion (13) agencé pour perfuser ledit amas de cellules. 9. Appareil selon les revendications 2, 7 et 8, caractérisé en ce que le système de gestion des mesures (16) comporte des moyens pour commander le dispositif de perfusion (13) et les moyens de chauffage. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système de gestion (16) comporte des moyens de commande à distance.