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A violação de direitos autorais é passível de sanções civis e penais.
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Coleção Digital
Título: MICROBULLES MONODISPERSÉES MICROFLUIDIQUES LYOPHILISÉES COMME AGENT DE CONTRASTE ULTRASONORE Autor: PEDRO NIECKELE AZEVEDO
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO -
ARNAUD TOURIN -
PATRICK TABELING -
Nº do Conteudo: 62094
Catalogação: 28/03/2023 Idioma(s): ENGLISH - UNITED STATES
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62094@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62094@2
Referência [fr]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62094@3
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.62094
Resumo:
Título: MICROBULLES MONODISPERSÉES MICROFLUIDIQUES LYOPHILISÉES COMME AGENT DE CONTRASTE ULTRASONORE Autor: PEDRO NIECKELE AZEVEDO
ARNAUD TOURIN -
PATRICK TABELING -
Nº do Conteudo: 62094
Catalogação: 28/03/2023 Idioma(s): ENGLISH - UNITED STATES
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62094@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62094@2
Referência [fr]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62094@3
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.62094
Resumo:
Ces dernieres années, les avantages de l utilisation d agents de contraste
ultrasonores (ACU) à distribution de taille monodisperse ont été mis en évidence.
Caractérisées par un coefficient de variation (CV) de leur diamètre inférieur à 5 Pour cent,
les microbulles monodisperses ont le potentiel d améliorer la qualité des images
ultrasonores (amélioration du rapport signal/bruit et réduction des effets d ombre).
Elles facilitent également le contrôle de la fréquence de résonance des microbulles,
ouvrant des possibilités dans les domaines de l imagerie moléculaire et des mesures
de pression non invasives. En outre, les bulles monodisperses peuvent optimiser
l administration de médicaments, de gènes et de gaz thérapeutiques (par exemple,
sonotrombolyse, sonoporation, ouverture de la barrière hémato-encéphalique).
Cependant, jusqu à présent, contrairement aux bulles polydisperses, la
lyophilisation de populations monodisperses de microbulles fraiches, sans
détérioration de leur monodispersité, reste un défi. Ainsi, aujourd hui, les bulles
monodisperses ne peuvent être ni stockées ni transportées. Cela représente un
goulot d étranglement pour leur utilisation dans des applications cliniques. Les
tentatives faites pour résoudre ce problème ont utilisé des solvants toxiques, ce qui
soulève des problèmes de réglementation.
L objectif du présent travail était de développer une nouvelle technique de
lyophilisation des microbulles monodisperses qui ne dégrade pas leur distribution de
taille, ni leurs propriétés acoustiques, et ce sans utiliser de solvants toxiques. La
première étape du projet a consisté à fabriquer des dispositifs microfluidiques de
focalisation du flux pour produire des microbulles avec une distribution de taille
hautement monodisperse (CV moins que 5 Pour cent). Au cours de cette étape, l optimisation de la
formulation des microbulles et des matériaux cryoprotecteurs a été réalisée. La
caractérisation géométrique de deux microbulles avec des diamètres moyens de
40 micrometres et 5 micrometres a été menée. A l aide d une caméra à haute vitesse couplée à un
microscope optique, des images de toutes les étapes du processus de lyophilisation
des microbulles ont été capturées et analysées, dans le but de contrôler la
distribution de taille et le taux de production des microbulles. Les étapes du
processus de lyophilisation comprenaient la production, la collecte, la congélation,
la lyophilisation et la remise en suspension. Le développement d une nouvelle
technique de récupération, ou les microbulles étaient stockées en monocouches, a
permis de réduire considérablement l interaction entre les bulles pendant la
lyophilisation. De cette maniere, il a été possible de préserver la monodispersité
pendant le processus de lyophilisation, ce qui a permis d obtenir un CV moins que 6 Pour cent pour la
population de microbulles remise en suspension. Les analyses au microscope
électronique à balayage environnemental (ESEM) ont démontré l uniformité des
enveloppes des microbulles lyophilisées avec une épaisseur de paroi estimée à
70nm.
Dans la deuxième étape du projet, une caractérisation de la réponse
acoustique (en rétrodiffusion) des microbulles monodisperses lyophilisées et
enveloppées de PVA a été réalisée et comparée avec celles de microbulles
fraichement produites et de microbulles polydisperses disponibles dans le
commerce (SonovueTM). Tout d abord, la réponse acoustique en rétrodiffusion des
microbulles a été évaluée dans deux configurations différentes : la cellule
centimétrique (grand récipient - 45mmx10mmx30mm), et le milli-channel (systeme
confiné dans lequel le liquide est au repos - 10 mmx35 mmx1 mm). En utilisant un
transducteur acoustique focalisé avec une fréquence de 2.25MHz, les réponses
acoustiques des microbulles (fréquence de résonance fondamentale et amplitude)
avant et après le processus de lyophilisation ont été comparées pour la population
de bulles de 5 micrometres de diamètre. Il a été constaté que la variation de l amplitude et de
la fréquence de résonance fondamentale des bulles se situait dans la plage
d incertitude expérimentale, ce qui suggère que leurs propriétés acoustiques ont été
préservées. Nous avons également observé, en accord avec la littérature, qu il
existe une dépendance linéaire entre la concentration de la population de
microbulles (sans lyophilisation) et l amplitude du coefficient de rétrodiffusion. Par la
suite, une comparaison de la réponse acoustique a été effectuée pour des bulles
monodisperses et polydisperses. Aussi, en accord avec la littérature, nous avons
observé une amplitude du signal de réponse des bulles monodisperses de 8 à 10
fois supérieure à celle des bulles polydisperses, pour une même concentration in
vitro. Il a également été possible d observer une plus faible incertitude dans le suivi
du pic de résonance des bulles et une plus petite largeur de bande pour la population
de bulles monodisperses. Enfin, en utilisant une approche originale dite d imagerie
matricielle par ultrasons, développée à l Institut Langevin, la réponse acoustique
de la population lyophilisée monodispersée et polydispersée a été évaluée dans un
fantôme simulant les tissus. Les résultats préliminaires renforcent les conclusions
des mesures acoustiques menées dans la cellule centimétrique et le canal
millimétrique, dans lesquelles la population monodisperse présente une largeur de
bande significativement réduite par rapport à la grande largeur de bande de la
population polydisperse.
Le présent travail a permis le développement d une nouvelle technique pour
lyophiliser des microbulles monodispersées sans dégrader leurs propriétés
géométriques et acoustiques. Ainsi, nous avons proposé une nouvelle génération
d agents de contraste ultrasonores se présentant sous la forme d une poudre
lyophilisée stable qui peut être transportée et stockée pendant des mois et remise
en suspension pour être utilisée dans des applications cliniques.
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