Intégration de l'électronique de capteurs en bioimpedance et extraction des paramètres pour l'analyse in vitro

Cette thèse de doctorat s'inscrit dans le contexte du développement de l'instrumentation de mesure électrique pour le suivi des états biologiques. Elle présente une revue de la littérature, du matériel et des méthodes, des expériences et des résultats de la spectroscopie d'impédance bioélectrique (BIS) réalisée sur des modèles de cultures cellulaires vivantes : Fibroblastes embryonnaires de souris (MEF), myoblastes de souris (C2C12) et anneaux de cardiomyocytes. Les résultats impliquent une stimulation électrique de la croissance et de la contraction des cellules sur les AME, fabriquées à l'aide de procédés de pointe en salle blanche et intégrées par la suite dans les produits développés par 4DCell, utilisés pour contrôler l'environnement cellulaire. Les configurations d'électrodes à 2 et 4 fils ont été utilisées pour démontrer que les mesures de bioimpédance pouvaient non seulement surveiller la polarisation des membranes cellulaires à des fréquences moyennes, mais aussi le déplacement des charges ioniques à des fréquences plus basses. Néanmoins, l'un des problèmes rencontrés est la présence de l'effet de capacité à double couche, résultant de l'interaction entre l'électrode et le tissu. Tous ces paramètres ont été extraits de ces signaux, puis simulés à l'aide de modèles de circuits construits avec des composants électriques afin de confirmer ces états biologiques. Enfin, les électrodes ont été recouvertes de polymères biocompatibles déposés par électro-polymérisation afin de supprimer les effets de double couche et d'obtenir des mesures précises, représentant l'interaction des modèles vivants avec les électrodes