Brevet FR3032201A1 — publié le 20160805

Plaque d'accrochage de tissu biologique, système de mesure utilisant une telle plaque Domaine technique et état de l'art La présente invention se rapporte à une plaque d'accrochage adaptée pour permettre la fixation d'un tissu biologique lors de sa formation en culture, et à un système de mesure d'au moins un paramètre d'un tissu biologique. Pour observer un tissu biologique in situ et mesurer certains paramètres physiques ou physico-chimiques du dit tissu, il est nécessaire de disposer d'un dispositif sur lequel le tissu biologique peut s'accrocher. La croissance d'un tissu biologique ou d'un derme équivalent in situ se fait par tissage d'un treillis (ou lattice) de collagène par l'intermédiaire de fibroblastes par exemple. Au cours de sa croissance, ce treillis se rétracte pour former ensuite un tissu biologique ou un derme équivalent qui reste accroché sur le bâti d'accrochage. Le document FR 2 833 703 décrit un dispositif d'accrochage de type plaque, ainsi qu'un système et un procédé de mesure associé adapté pour mesurer des paramètres physiques ou physico-chimiques du dit tissu. La plaque décrite est réalisée en silicium et est recouverte d'une couche de protection en silice obtenue par oxydation superficielle du silicium. Le dispositif de mesure est un capteur capacitif comprenant deux armatures conductrices, l'une fixée sur la plaque, l'autre fixée sur le bâti. La réalisation de la plaque en silicium oxydé en surface est en pratique relativement complexe car elle comprend plusieurs étapes (découpe, oxydation superficielle, etc.) à réaliser dans des conditions assez contraignantes du fait du matériau utilisé, ce qui rend sa réalisation assez onéreuse. Egalement, la mise au point de la plaque a conduit à une plaque particulièrement fine, d'épaisseur inférieure à 200gm. Au delà de cette limite, les forces de traction exercées par le tissu accroché ne sont pas suffisantes pour aboutir à une déformation de la plaque détectable par le capteur capacitif. Or, du fait de sa finesse, la plaque se montre assez fragile à l'usage et casse régulièrement. De plus, la mise au point du capteur capacitif a abouti à la réalisation d'armatures en feuille d'or d'épaisseur de l'ordre de quelques micromètres, bien inférieure à l'épaisseur de la plaque de silicium déjà particulièrement fine. L'or en feuille, matériau conducteur fin et souple, permet de limiter l'augmentation de la rigidité de la plaque pour qu'elle reste suffisamment souple et que les déformations générées par le tissu accroché soient détectables par le capteur capacitif. Par contre, ce matériau est particulièrement onéreux. Egalement, les soudures nécessaires pour relier électriquement une armature à un fil électrique conducteur sont particulièrement fragiles du fait de la fragilité intrinsèque de l'armature ; les soudures doivent ainsi en pratique être régulièrement réparées. Enfin, l'usage montre que le capteur capacitif est particulièrement sensible aux variations de température au point qu'il est est indispensable de maintenir le dispositif de mesure dans une enceinte fermée régulée finement en température et ce pendant toute la durée de croissance d'un tissu biologique, c'est à dire plusieurs jours. En pratique, toute ouverture prématurée et malencontreuse de l'enceinte remet en cause les mesures futures. Ainsi, dans la pratique, la mise au point de la plaque et du dispositif décrits dans le document FR 2 833 703 a abouti à une plaque et un système de mesure plutôt fragiles et particulièrement onéreux à l'usage. Description de l'invention L'invention propose une nouvelle plaque et un nouveau système de mesure pour pallier au moins un des inconvénients exposés ci-dessus. Plus précisément, l'invention propose une plaque d'accrochage, par ailleurs conforme à une plaque d'accrochage telle que décrite ci-dessus, mais réalisée en inox, de préférence un inox médical ou un inox alimentaire. Des essais ont montré que les tissus biologiques testés s'accrochent bien sur une plaque en inox, au moins aussi bien que sur une plaque en silicium. Une plaque d'inox est également beaucoup moins cassante et bien moins onéreuse qu'une plaque de silicium de mêmes dimensions. Enfin, les propriétés mécaniques en flexion d'une plaque d'inox sont telles qu'il est possible d'utiliser une plaque inox plus épaisse, donc bien moins fragile qu'une plaque silicium pour la même mesure. Ainsi, l'expérience a montré qu'une épaisseur de la plaque comprise entre 280 et 320 iim donne des résultats de mesure tout à fait satisfaisants. L'invention propose également un système de mesure d'au moins un paramètre d'un tissu biologique s'étendant entre deux extrémités du tissu ; le système comprend : - une plaque d'accrochage flexible s'étendant entre une première extrémité solidaire d'un bâti et une deuxième extrémité libre sur laquelle est susceptible de s'accrocher l'une des extrémités du tissu biologique, et - une fibre optique solidarisée à la plaque d'accrochage par un moyen de maintien et agencée pour mesurer une déformation de la plaque d'accrochage par traction de l'extrémité libre de la plaque d'accrochage par le tissu biologique. Ainsi, l'invention propose de remplacer une mesure capacitive par une mesure optique des déformations de la plaque d'accrochage. L'expérience montre que la mesure optique est beaucoup plus précise que la mesure capacitive ; elle permet également de mesurer des déformations plus petites ; enfin, la mesure optique est beaucoup moins sensible à la température, ce qui facilite grandement la réalisation d'expériences longues. Selon un mode de réalisation, le moyen de maintien de la fibre sur la plaque d'accrochage comprend deux supports solidaires de la plaque et agencés pour maintenir la fibre optique à une distance prédéfinie de la plaque. La fibre suit ainsi les déformations de la plaque tout au long des expérimentations. La fibre est maintenue de préférence sensiblement parallèle à la plaque d'accrochage et de préférence sensiblement parallèle à un axe longitudinal de la plaque. Ainsi, le dispositif de mesure est agencé pour mesurer une torsion de la fibre optique et/ou une variation de longueur de la fibre entre les deux supports lors d'une traction de la plaque par le tissu biologique. En complément, le système de mesure selon l'invention peut comprendre au moins un renfort de plaque agencé pour autoriser une flexion de la plaque d'accrochage selon une direction longitudinale de la plaque d'accrochage et interdire une flexion selon une direction latérale de la plaque d'accrochage. La mesure d'une déformation selon l'axe longitudinal de la plaque d'accrochage est ainsi rendue encore plus facile car non perturbée par une déformation selon la direction latérale de la plaque. Le renfort de plaque est par exemple un barreau solidaire de la plaque, et s'étendant de préférence selon un axe latéral de la plaque d'accrochage. Dans un exemple préféré de réalisation, le moyen de maintien de la fibre forme également le renfort de plaque. On limite ainsi le nombre d'éléments du système de mesure ce qui facilite sa réalisation. Le système selon l'invention peut encore comprendre une plaque de protection agencée de sorte que la fibre soit positionnée entre la plaque de protection et la plaque flexible. La plaque de protection protège la fibre, particulièrement fragile, notamment contre un éventuel choc lors d'une manipulation du système de mesures. La plaque de protection peut être solidaire du bâti, de la plaque d'accrochage ou du moyen de maintien de la fibre. De préférence, le moyen de maintien comprend un ergot agencé pour maintenir une distance minimale entre la fibre et la plaque de protection. Ainsi, on évite tout risque de choquer la fibre contre la plaque de protection, en particulier lors du retrait du tissu biologique et de la détente de la plaque d'accrochage à la fin d'une expérimentation. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit d'exemples de réalisation d'une plaque et d'un système de mesure selon l'invention. Ces exemples sont donnés à titre non limitatif. La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 et 2 sont respectivement une vue de face et une coupe A-A de la plaque avec deux support, - les figures 3 et 4 sont respectivement une vue de dessus et une coupe B-B d'un support, - les figures 5 et 6 sont des schémas montrant le principe de fonctionnement du système de mesure, et - les figures 7 et 8 sont respectivement une coupe C-C et une coupe D-D d'une cellule comprenant plusieurs systèmes de mesure. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Description d'un mode de réalisation de l'invention Comme dit précédemment, l'invention concerne une plaque d'accrochage pour un tissu biologique, et un système de mesure de paramètres du dit tissu. Dans l'exemple représenté figs. 1-2, la plaque 1 est sensiblement rectangulaire et a une épaisseur (e) comprise entre 280 et 320 lm, très inférieure à sa largeur et à sa longueur. La plaque est réalisée en inox, de préférence en inox alimentaire ou inox médical. Une pluralité d'ouvertures 2 traversent la plaque selon son épaisseur. Les ouvertures dans les plaques sont de préférence réalisées par un usinage laser, bien plus rapide qu'un usinage chimique. Dans l'exemple représenté figure 1, les ouvertures 2 sont des fentes parallèles disposées uniquement sur une portion de la plaque, au voisinage de la deuxième extrémité 12 libre de la plaque, la première extrémité 11 de la plaque étant agencée pour être solidarisée à un bâti 3. Un exemple de système de mesure selon l'invention est représenté schématiquement sur les figures 5-6. Dans cet exemple, le système comprend deux plaques d'accrochage 1, 10, un bâti 3 et une coupelle 20. La première plaque 1 d'accrochage comprend une première extrémité 11 solidaire du bâti 3 et une deuxième extrémité libre 12. La deuxième plaque d'accrochage 10 a une première extrémité solidaire du bâti, et une deuxième extrémité solidaire de la coupelle 20. Le système de mesure comprend également une fibre optique 7, un dispositif de traitement de données 8, et deux supports de fibre 4. Les deux supports 4 ont pour fonction principale de solidariser la fibre optique 7 à la plaque 1 et pour fonction complémentaire et optionnelle de renforcer la rigidité de la plaque selon une direction latérale de la plaque. Les supports 4 sont représentés seuls sur les figures 3-4 ; ils sont constitués d'un barreau en inox dont une longueur est sensiblement égale à une largeur de la plaque 1 et dont une petite dimension d'une section est bien supérieure à l'épaisseur de la plaque d'accrochage, par exemple de l'ordre de 1 à 2 mm pour une plaque d'épaisseur de 280 à 320 lm. Les supports 4 sont solidarisés à la plaque, par exemple par collage, vissage ou, comme c'est le cas sur les dessins, par soudage. Des trous de prépositionnement 5 sont prévus sur les supports 4 et sur la plaque 1 pour faciliter la fixation des supports 4 à la plaque 1. Chaque support 4 comprend un évidement débouchant 6 à travers lequel une fibre optique 7 est insérée. Les supports 4 sont positionnés sur la plaque 1 de sorte que la fibre optique 7 soit maintenue sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de la plaque 1. La fibre optique est reliée électriquement à un dispositif de traitement 8 de signaux agencé pour produire un paramètre d'un tissu accroché à la plaque en fonction d'un signal électrique transmis par la fibre optique. La fibre optique peut être immobilisée (par exemple par collage) à l'intérieur de l'évidement 6 d'un des supports 4 ou des deux supports 4. Dans le cas où la fibre est immobilisée dans l'évidement 6 d'un seul des supports 4, elle est laissée coulissante dans l'évidement 6 du deuxième support 4 ; dans ce cas, la fibre est utilisée pour mesurer une déformation par torsion de la plaque. Dans le cas où la fibre est immobilisée dans l'évidement des deux supports 4, la fibre est utilisée pour mesurer une déformation par allongement ou contraction de la fibre entre les deux supports. Le système selon l'invention est utilisé de la manière suivante. Dans la coupelle 20, sont disposés un liquide de culture 22 et des fibroblastes pour la formation du tissu biologique dont on cherche à mesurer au moins un paramètre. Le bâti 3 et ensuite disposé au-dessus de la coupelle de sorte que l'extrémité libre 12 de la première plaque d'accrochage 1 baigne dans le liquide de culture 22. La deuxième plaque 10 est dans l'exemple des figs. 5-6 fixée à la coupelle 20 de sorte qu'elle ne subit aucune déformation lors de la formation du tissu. La croissance du tissu biologique ou du derme in situ se fait par tissage d'un treillis (ou lattice) de collagène par l'intermédiaire des fibroblastes. Ainsi, lors de la formation du tissu, les fibroblastes tissent le treillis de collagène à travers le réseau d'ouvertures 2 dans les plaques d'accrochage 1, 10. Lorsque le treillis de collagène se resserre, il s'accroche alors naturellement aux ouvertures 2 (fig. 5). Au fur et à mesure de sa croissance, le tissu biologique se rétracte en exerçant ainsi une traction sur la portion inférieure de la plaque d'accrochage 1 (fig. 6). Cette traction exercée sur la plaque 1 entraîne une torsion et / ou une contraction de la fibre optique 7. A partir de l'angle de torsion et/ou de la variation de longueur de la fibre, ainsi que des paramètres intrinsèques (module d'élasticité, module de déformation, etc.) et des dimensions de la plaque le dispositif de traitement de données 8 détermine alors la force exercée sur la plaque 1 par le tissu biologique. Ainsi, la mesure de l'angle de torsion et / ou de la variation de longueur de la fibre permet une mesure indirecte de la force exercée par le tissu biologique au cours de sa formation. Le système de mesure peut comprendre également une plaque de protection 9 solidaire du bâti 3 et agencée de sorte que la fibre optique soit positionnée entre la plaque de protection 9 et la plaque flexible 1. Dans ce cas, on peut prévoir un ergot 6a sur le ou les support(s) 6 agencé(s) pour maintenir une distance minimale entre la fibre et la plaque de protection 9. Les figures 7-8 montrent un mode de réalisation d'un système selon l'invention comprenant une pluralité de cellules de mesures, deux rangées de quatre cellules dans l'exemple. Le bâti 31 comprend quatre parois latérales 32 et un fond 33 sur lequel sont fixées les cellules de mesures. Chaque cellule comprend deux plaques d'accrochage 1, 10 équipées chacune d'une fibre optique de mesure et placées en vis-à vis. Les fibres optiques de toutes les cellules sont reliées à un même dispositif de traitement de données (non représenté sur les fig. 7-8). Le bâti 30 est agencé pour être positionné au-dessus d'une coupelle comprenant une pluralité de bacs de sorte que les deux plaques de chaque cellule de mesure soient au contact d'un liquide de culture présent dans un même bac. L'ensemble bâti + coupelle forme ainsi une boîte fermée qui peut être régulée en température, hygrométrie, etc. Une sonde de température 34 est prévue à cet effet. Dans l'exemple des figs 7, 8, de même que la plaque 1, la plaque d'accrochage 10 a une première extrémité solidaire du bâti 3 et une deuxième extrémité d'accrochage libre ; une deuxième fibre optique (non représentée) est solidarisée à la plaque 10 par deux supports 14. Le système de mesure comprend ainsi deux dispositifs de mesure (ensemble plaque + fibre optique) symétriques et entre lesquels le tissu biologique s'accroche. Le dispositif de traitement de données est dans ce cas agencé pour déterminer la force exercée par le tissu sur chacune des plaques d'accrochage ; le dispositif de traitement de données peut également être agencé pour comparer les signaux électriques reçus des deux fibres optiques et alerter si ces signaux sont différents. NOMENCLATURE 1 plaque d'accrochage 11, 12 : extrémités de la plaque 1 2 ouvertures d'accrochage dans la plaque 1 3 bâti 4 support de fibre 5 trous de préposition nement 6 évidements 6a ergot 7 fibre optique 8 dispositif de traitement de données 9 plaque de protection 10 deuxième plaque d'accrochage 14 supports de fibre 20 coupelle 22 liquide de culture 30 bâti 32 parois latérales du bâti 30 33 fond du bâti 30 34 sonde de température REVENDICATIONS1. Système de mesure d'au moins un paramètre d'un tissu biologique (7) s'étendant entre deux extrémités du tissu, système comprenant : - une plaque d'accrochage flexible (1) s'étendant entre une première extrémité (11) solidaire d'un bâti rigide (3) et une deuxième extrémité libre (12) sur laquelle est susceptible de s'accrocher l'une des extrémités du tissu biologique, et - une fibre optique (7) solidarisée à la plaque par un moyen de maintien et agencée pour mesurer une déformation de la plaque par traction de l'extrémité libre de la plaque d'accrochage par le tissu biologique. 2. Système de mesure selon la revendication 1 dans lequel le moyen de maintien comprend deux supports (4) solidaires de la plaque d'accrochage et agencés pour maintenir la fibre optique à une distance prédéfinie de la plaque d'accrochage. 3. Système selon la revendication précédente dans lequel le dispositif de mesure est agencé pour mesurer une torsion de la fibre optique et/ou une variation de longueur de la fibre entre les deux supports lors d'une traction de la plaque d'accrochage par le tissu biologique. 4. Système selon la revendication précédente, comprenant également au moins un renfort de plaque agencé pour autoriser une flexion de la plaque d'accrochage selon une direction longitudinale de la plaque et interdire une flexion de la plaque selon une direction latérale de la plaque d'accrochage. 5. Système selon la revendication précédente dans lequel le renfort de plaque est un barreau solidaire de la plaque d'accrochage. 6. Système selon l'une des revendications 2 à 5 dans lequel le moyen de maintien de la fibre forme également le renfort de plaque. 7. Système selon l'une des revendications 1 à 5 comprenant également une plaque de protection solidaire du bâti et agencée de sorte que la fibre soit positionnée entre la plaque de protection et la plaque flexible. 8. Système selon la revendication précédente en combinaison avec la revendication 2 dans lequel le ou les support(s) comprennent un ergot agencé pour maintenir une distance minimale entre la fibre et la plaque de protection. 9. Système selon l'une des revendications précédentes dans lequel la plaque d'accrochage est adaptée pour permettre la fixation d'un tissu biologique (7) lors de la formation du tissu en culture, plaque d'accrochage (1) présentant une épaisseur (e) très inférieure à sa largeur et à sa longueur et présentant une pluralité d'ouvertures (2) traversant la dite plaque d'accrochage selon son épaisseur, plaque d'accrochage caractérisée en ce qu'elle est réalisée en inox. 10. Système selon la revendication 9, dont la plaque d'accrochage a une épaisseur comprise entre 280 et 320 lm.