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Conception et évaluation d'un nouvel outil de diagnostic utilisant l'Ektacytométrie à gradient osmolaire

By Arie Eric Oren finkelstein

Abstract

The ability of red blood cells (RBC) to change their shape under varying conditions is a crucial property allowing these cells to go through capillaries narrower than their own diameter. Ektacytometry is a technique for measuring deformability by exposing a highly diluted blood sample to shear stress and evaluating the resulting elongation in RBC shape using a laser diffraction pattern. This work contributes to the design and evaluation of a new diagnostic technique based on osmotic scan ektacytometry, using a microfluidic method. It allows the measurement of deformability of an RBC population, as a function of varying medium osmolality. This measurement makes possible a differential diagnosis for any one of a number of RBC disorders presenting similar symptoms. It also permits the physician to follow the effects of treatments. Both theoretical aspects based on flow equations and a proof of principle are discussed. This new technique opens up the possibility of building a simple, small footprint instrument described in this work that can be used with finger prick amounts of bloodLa capacité des globules rouges à modifier leur forme en fonction de conditions externes spécifiques représente une propriété fondamentale permettant aux cellules de traverser des capillaires de diamètres plus petits que leur propre diamètre. L’ektacytométrie est une technique utilisée pour mesurer la déformabilité des globules rouges en exposant un échantillon très dilué de sang à des contraintes de cisaillement et en mesurant l’élongation resultante des globules par l'analyse de la figure de diffraction laser. Ce travail contribue à la conception et l’évaluation d’un nouveau dispositif de diagnostic basé sur la méthode microfluidique d'ektacytométrie à gradient osmolaire. Elle permet de mesurer la déformabilité d'une population de globules rouges (RBC), en fonction de l'osmolalité de milieu. Cette mesure permet un diagnostic différentiel d'un certain nombre de troubles de globules rouges présentant des symptômes similaires. Elle permet également de suivre les effets de certains traitements. Des aspects théoriques qui s’appuient sur les équations des écoulements et une preuve de principe sont discutés. Cette nouvelle technique ouvre la possibilité de construire un instrument simple et peu encombrant, décrit dans ce travail, ne nécessitant qu'un prélèvement de sang au bout du doig

Topics: Ektacytometer, Deformability, Red blood cell, Osmolality, Diffraction, Microfluidics, Ektacitomètre, Deformabilité, Globules rouges, Osmolalité, Microfluidique, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Publisher: HAL CCSD
Year: 2017
OAI identifier: oai:HAL:tel-01763128v1
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