Dissertations / Theses: 'Encapsulation de cellules'

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Geisler, Hubert. "Structuration d'hydrogels thermoactivables pour l'analyse de cellules uniques." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLS001.

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Abstract:

Dans cette thèse est présentée une nouvelle technologie microfluidique de capture de cellules uniques basée sur l’utilisation d’hydrogels thermoactivables. Nous utilisons notamment le PolyNIPAM, un polymère dont le volume est augmenté dans l'eau de 400% lorsque la température est inférieure à 32°C et est dégonflé lorsque la température est supérieure à 34°C. Nous exploitons ce gonflement réversible pour ouvrir et fermer des compartiments intégrés dans une chambre microfluidique.Le greffage et la structuration de ces motifs d’hydrogel repose sur la chimie click thiol-ène, initiée par voie thermique ou par irradiation UV. Nous avons développé des méthodes et procédés de microfabrication dans le but de diversifier les substrats d’accroche (du verre vers le PDMS, COC, PMMA, etc), d’élargir la gamme des épaisseurs des structures réalisables (de quelques microns vers la dizaine de microns d’épaisseur) et de renforcer nos connaissances concernant l'incidence de la fabrication sur le comportement de l’hydrogel. Un protocole de photolithographie robuste est finalement obtenu permettant le design de toute sorte de motif 2D sur différents choix de substrat. Une application possible détaillée par la suite est le développement de ces puces microfluidiques capables de capturer des cellules uniques dans des compartiments en hydrogel. (confidentiel)
We present in this work a new microfluidic technology aiming at isolating single cells by the use of thermoactuable polymers. One of the polymers we use is polyNIPAM, a polymer that can expand its volume by 400% in water when the temperature is set under 32°C and can shrink down when it is set over 34°C. We use this reversible swelling capability to open and close compartments embedded in a microfluidic chip.Grafting and structuring these hydrogel features relies on thiol-en click chemistry, initiated thermally or by UV irradiation. We have developed methods and microfabrication protocols in order to diversify the substrate materials (from glass to PDMS, COC, PMMA, etc), to expand the structures thickness range (from few microns to a tenth of microns) and to strengthen our knowledge regarding the fabrication impact on the hydrogel’s behavior. A robust protocol of photolithography has finally been worked on allowing the design of any type of 2D features on a large choice of substrates.One of the realistic applications detailed here is the development of microfluidic chips aiming at isolating single cells in hydrogel compartments. (confidential)

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Le, Vot-Morales Sophie. "Microsystème pour l’encapsulation de cellules pancréatiques." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10191.

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Abstract:

Le but de ce travail de recherche est de concevoir un microsystème permettant l’encapsulation d’îlots de Langerhans, amas de cellules pancréatiques dont la fonction principale est la régulation de la glycémie. L’encapsulation permet de réduire la dose de traitement immunosuppresseur administrée lors d’une transplantation. Les cellules encapsulées sont en effet protégées du système immunitaire du receveur par la capsule de polymère. À l’heure actuelle, les principaux challenges des techniques d’encapsulation sont l’automatisation de la procédure, mais aussi le contrôle précis de la taille, polydispersité et forme des capsules. L’objectif principal de ce travail a été d’évaluer les potentialités de la microfluidique comme nouvelle technique d’encapsulation. L’encapsulant choisi dans cette étude est le polymère le plus couramment utilisé pour l’encapsulation de cellules, à savoir l’alginate. La formation d’émulsions d’alginate en flux continu a été analysée, en utilisant une géométrie de type MFFD « Microfluidic flow focusing device ». L’influence de la viscosité et de la viscoélasticité des solutions d’alginate sur la formation d’émulsions en microsystème a été caractérisée. Les gouttes d’alginate produites en flux doivent ensuite être gélifiées. Une nouvelle géométrie de gélification en microsystème a été développée et comparée aux techniques existantes. L’un des défis de la gélification sur puce est la conservation de la forme sphérique des capsules, tout en opérant dans des conditions non létales pour les cellules (pH7,4). Les différents microsystèmes développés ont permis la production de capsules de diamètre compris entre 50 m et 1 mm. Les premières encapsulations d’îlots de Langerhans en microsystème ont pu être réalisées
This study is devoted to the development of a microfluidic system for the encapsulation of islets of Langerhans. These clusters of cells secrete a pancreatic hormone (insulin) in order to regulate the blood glucose level. Encapsulation allows a considerable reduction in the amount of immunosuppressive therapy since the polymer capsule isolates the transplanted cells from the immune system. Major challenge for cell encapsulation are now to automate the encapsulation process and to control accurately the size, the polydispersity, and the shape of the capsules. The main purpose of this study was to evaluate the potential of microfluidics as a new technology for cell encapsulation. The immobilization material selected in this study is the alginate since it is the most commonly used polymer for cell encapsulation. Using a flow focusing geometry (MFFD), alginate droplet formation in an oil flow is characterized. Influence of viscosity and viscoelasticity of alginate solutions on droplet pinch-off is scrutinized. The gelling of alginate droplet has been investigated. A new gelling process has been developed, and its advantages on the classical gelation methods are discussed. It is recalled that the main challenges of the gelation on chip are to maintain the spherical shape of the capsules, and to respect the cell viability (pH7,4). Using the microfluidic devices that have been produced. Encapsulations of islets of Langerhans have been performed

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Morlier, Arnaud. "Propriétés barrières de structures hybrides. Application à l'encapsulation des cellules solaires." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENI056.

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Abstract:

Les matériaux utilisés pour diverses applications en électronique organique ou photovoltaïque denouvelle génération subissent des dégruvent être encapsulés à l’aide de matériaux barrière àl’oxygène et à l’eau. Pour l’encapsulation des cellules photovoltaïques organiadations sous les effets conjugués de l’eau et de l’oxygène. Afinde limiter cette dégradation, ces dispositifs peques, les perméabilités àl’eau (WVTR) et à l’oxygène (OTR) de l’encapsulant ne doivent pas excéder 10-3 g.m-2.j-1 et 10-3cm3.m-2.j-1 respectivement.L’objectif de ce travail de thèse est l’étude et l’élaboration par voie humide d’une structuremulticouche hybride organique/inorganique flexible, transparente et barrière aux gaz ainsi que lacompréhension des mécanismes permettant de limiter la diffusion des gaz au travers de cette structure.Dans un premier temps, le travail de thèse a été consacré à la réalisation d’une couche mince d’oxydede silicium sur substrat polymère à partir d’un précurseur inorganique : le perhydropolysilazane(PHPS). Différentes voies de conversion du précurseur ont été étudiées et comparées. Lesperméabilités à l’eau et à l’oxygène des meilleures couches déposées sur substrat polymère sont del’ordre de 0,1 g.m-2.j-1 et 0,1 cm3.m-2.j-1 respectivement. Ces valeurs sont comparables à cellesobtenues pour des dépôts réalisés par voie plasma.Des structures multicouches hybrides ont été réalisées en intercalant des couches de polymère entredes couches d’oxyde de silicium afin de décorréler les défauts des couches denses. Cela a permisd’atteindre des perméabilités inférieures ou égales à 10-2 g.m-2.j-1 à l’eau et de l’ordre de 10-3 cm3.m-2.j-1 à l’oxygène.Les performances au cours du temps sous irradiation de cellules solaires encapsulées ont étécomparées. L’encapsulation avec le meilleur matériau barrière développé confère une stabilitéremarquable aux cellules.Cette étude a ainsi permis de montrer les structures barrières élaborées par voie liquide constituent unealternative de choix pour l’encapsulation à grande échelle de cellules photovoltaïques
Materials used in organic electronic devices or new generation photovoltaics undergo degradation byoxygen and water. In order to prevent their degradation, the devices should be encapsulated withmaterials showing a low permeability to oxygen and water vapor. For organic solar cellsencapsulation, material permeability to water (WVTR) and oxygen (OTR) should not exceed 10-3 g.m-2.d-1 and 10-3 cm3.m-2.d-1 respectively. The aim of this work is to study and develop a solutionprocessed,flexible, transparent and gas-barrier multilayer inorganic/organic hybrid structure, and tounderstand the mechanisms involved in diffusion limitation through these barriers.Firstly, this work has been dedicated to the realization on a polymer substrate of a thin silicon oxidelayer from an inorganic precursor: the perhydropolysilazane (PHPS). Different precursor conversionpaths have been studied and compared. The best barrier layers on polymer substrate have shownoxygen and water permeabilities of about 0,1 g.m-2.d-1 and 0,1 cm3.m-2.d-1 respectively. This result iscomparable to the permeability of plasma deposited layers.Multilayer hybrid structures have been realized by introducing a polymer layer between inorganiclayers in order to decorrelate the thin layer defects. This achieved permeabilities below 10-2 g.m-2.d-1for water and 10-3 cm3.m-2.d-1 for oxygen.The photovoltaic performances of encapsulated organic solar cells under illumination have beencompared over time. Encapsulation with the best barrier material developed during this work resultedin good device stability.This study has shown that entirely solution-processed barrier materials are a promising option for largescale organic solar cells encapsulation

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Berthuy, Ophélie. "Puce à cellules multiplexée pour l'étude de réponses cellulaires parallélisées." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10133/document.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse concernent le développement d'une puce à cellules multiplexée pour l'étude de réponses cellulaires parallélisées. La lignée de cellules issues de cancer de la prostate, les cellules LNCaP, ont servi de modèle d'étude grâce à leur capacité à sécréter l'antigène prostate-spécifique (PSA) et la β-2-microglobuline (B2M) en réponse à l'induction par des hormones telles que la dihydrotestostérone (DHT). Nous avons ainsi pu détecter en temps réel et sans marquage ces molécules lors de leur sécrétion par de petites populations de cellules LNCaP adhérentes (de 1 à 100 cellules) à des positions déterminées sur une biopuce SPRi. Trois approches différentes ont été envisagées pour cette biopuce. La première consistait à microtexturer la surface d'or d'un support de SPRi afin d'obtenir des micropuits dont le fond révèle la surface d'or (région cytophile) et dont l'extérieur est composé de polystyrène (cytophobe) afin de créer un contraste d'adhésion pour la culture cellulaire. Des anticorps ont pu être immobilisés de façon contrôlée dans les micropuits grâce à un automate de micro-dépôt non contact. Dans ce système miniaturisé, différentes lignées cellulaires ont pu être co-cultivées sur une surface de 1 cm², ouvrant la voie au multiplexage. Une petite population de cellules (de 1 à 100) a été déposée de façon automatisée dans chaque micropuits. Afin de maintenir les cellules dans un milieu hydraté au cours du dépôt, un polymère d'alginate biocompatible a été utilisé. Cette méthode permet l'encapsulation de cellules dans un très petit volume (< 50 nL). La capacité de cet hydrogel à maintenir les cellules encapsulées à une position donnée sur le support a conduit à la conception d'une deuxième approche pour la fabrication de la biopuce. En effet dans cette approche la surface n'est pas modifiée et les composés biologiques (anticorps et cellules) sont directement déposés de façon automatisée sur la couche d'or. Enfin une dernière approche a été développée en immobilisant cette fois-ci les cellules sur un support microtexturé placé en face de la couche sensible de SPRi. Dans les trois approches, les cinétiques de sécrétion du PSA et de la B2M sécrétées ont pu être suivies par SPRi
The work reported in this thesis focuses on the development of a multiplexed cell chip for the study of parallelized cellular responses. The lineage of cells from Prostate cancer LNCaP cells, were used as a study model thanks to their ability to secrete prostate-specific antigen (PSA) and β-2-microglobulin (B2M) in response to induction by hormones such as dihydrotestosterone (DHT). We were able to detect in real time these label-free molecules and their secretion by small populations of adherent LNCaP cells (from 1 to 100 cells) at specified positions on a SPRi biochip. Three different approaches were considered for this biochip. The first was to pattern the gold surface of a SPRi slide to obtain microwells whose bottom reveals the gold surface (cytophilic area) and an outer shell composed of polystyrene (cytophobe) to create an adhesive/non-adhesive surface for cell culture. Antibodies were immobilized in a controlled manner in the microwells using a piezo electric spotter. In this miniaturized system, different cell lines were co-cultured on a surface of 1 cm², paving the way for multiplexing. A small population of cells (1 to 100) was deposited in an automated manner into each microwell. In order to maintain the cells in a hydrated environment during deposition, a biocompatible alginate polymer was used. This method allows the encapsulation of cells in a very small volume (<50 nL). The ability of the hydrogel to maintain the encapsulated cells in a given position on the support led to the design of a second approach for the production of the biochip. In this second approach the surface is not altered and biological compounds (antibodies and cells) are directly deposited in an automated manner on the gold layer. Finally, a last approach was developed by immobilizing the cells on a patterned substrate placed in front of the sensitive layer SPRi. In all three approaches, the kinetics of PSA secretion and secreted B2M could be followed by SPRi

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Gaume, Julien. "Etude du photovieillissement de matériaux nanocomposites pour l'encapsulation de cellules solaires organiques." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2011. http://www.theses.fr/2011CLF22173.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l‟étude de la stabilité photochimique de nanocomposites polymère / argile en vue de leur insertion dans un système multicouche organique / inorganique pour l‟encapsulation des cellules solaires organiques. L‟objectif est d‟obtenir des films de nanocomposites polymère / argile flexibles, transparents, pouvant être mis en oeuvre par voie liquide, et photochimiquement stables. Dans une première partie, la caractérisation de nanocomposites à base d‟alcool polyvinylique (PVA) a montré leur aptitude à être insérés dans un système multicouche, notamment en ce qui concerne les propriétés barrière aux gaz. L‟étude du comportement photochimique du PVA basée sur l‟identification des produits de dégradation a permis de proposer un mécanisme de photooxydation du PVA et de déterminer les effets du photovieillissement sur les propriétés du film (rugosité, perméabilité, transparence). L‟insertion de nanocharges lamellaires (Montmorillonite, Laponite ou Hydroxydes Doubles Lamellaires) dans le PVA induit des effets différents (prodégradant ou stabilisant) en fonction de la nature de l‟argile (naturelle ou synthétique). Cependant, lors d‟irradiations en absence d‟oxygène, le PVA et les nanocomposites PVA / argile sont très stables. Enfin, l‟encapsulation alternant couche inorganique SiOx et couche organique PVA ou nanocomposite PVA / argile, permet d‟atteindre les niveaux de perméation requis pour les cellules solaires organiques pour des applications nomades
This work was devoted to the study of the photochemical behavior of polymer / clay nanocomposites with the aim to use these nanocomposites in a multilayer organic / inorganic coating for organic solar cells encapsulation. The goal of this work was to obtain polymer / clay nanocomposite films that are flexible, transparent, which can be processed by solution, and that are photochemically stable. In the first part, the characterization of nanocomposites based on polyvinyl alcohol (PVA) has shown their ability to be inserted into a multilayer system, particularly for gas barrier properties. The study of the photochemical behavior of PVA with the identification of photodegradation products allows us to propose a photooxidation mechanism of PVA and to determine the effects of photoageing on the film properties (roughness, permeability, transparency). The insertion of lamellar nanofillers (Montmorillonite, Laponite or Layered Double Hydroxide) in PVA induces different effects (prodegradant or stabilising) depending on the nature of the clay (natural or synthetic). However, in absence of oxygen, the PVA and PVA / clay nanocomposites are very photostable. Finally, encapsulation alternating inorganic SiOx layer and PVA or PVA / clay nanocomposite layer permits to obtain the permeability levels required for organic solar cells in niche markets (consumer electronics)

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Dalle, Prisca. "Système intégré pour l'encapsulation monocouche de cellules." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENS036/document.

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Abstract:

L'implantation d'îlots de Langerhans microencapsulés est une thérapie prometteuse pour le diabète de type 1. Le concept est de rétablir la fonction de sécrétion d'insuline tout en évitant le rejet de greffe. Les premiers essais cliniques ont reporté des résultats encourageants mais encore peu reproductibles. En effet, les techniques actuelles de production de microcapsules sont manuelles et au sein d'un même lot les capsules ne sont pas homogènes. L'utilisation de la microfluidique offre la possibilité de remédier à ce problème. Ce projet présente les différentes étapes d'optimisation d'un système microfluidique complexe qui automatise le procédé d'encapsulation monocouche de cellules dans des capsules polymériques d'alginate. Ce système comporte trois fonctions principales en série : la formation de gouttes monodisperses d'alginate en flux d'huile par un module MFFD (Micro Flow Focusing Device), le transfert de ces gouttes de la phase huileuse vers une phase aqueuse gélifiante de calcium et enfin un second transfert vers un flux à concentration physiologique. Des capsules monodisperses et sphériques ont été obtenues en sortie de ce système et des premiers tests d'encapsulation de cellules ont été réalisés. Les capsules produites par le système automatisé ont conduit à une première implantation chez le rongeur. Ce système est une première étape clé vers un dispositif instrumenté qui permettrait aux cliniciens d'encapsuler des îlots rapidement et de façon reproductible directement après leur isolement, puis de les implanter chez les patients diabétiques. Mots clés : encapsulation, îlots de Langerhans, alginate, gélification, microfluidique, automatisation, MFFD, transfert de phase
Epileptic seizures arise from pathological synchronization of neuronal ensemble.Seizures originating from primary motor cortex are often pharmacoresistant, and many times unsuitable for respective surgery because of location of epileptic focus in eloquent area. Basal ganglia play important role in seizure propagation. Micro electrode recordings performed during previous studies indicated that input structures of basal ganglia such as GPe, Putamen and Subthalamic nucleus (STN) are strongly modified during seizures. For example the mean firing rate of neurons of the STN and Putamen increased and the percentage of oscillatory neurons synchronized with the ictal EEG was higher during seizures as compared to interictal periods. Pilot studies in humans have shown the possible beneficial effect of chronic DBS applied to STN in treatment of pharmacoresistant motor seizures. Our study was aimed at studying the therapeutic effect of electrical stimulation of input structures of basal ganglia . We first developed a stable, predictable primate model of focal motor epilepsy by intracortical injection of penicillin and we documented it's pharmacoresistence. We then stereotactically implanted DBS electrodes in the STN and Putamen. The stimulator was embedded at the back of the animals. Subthreshold electrical stimulations at 130 Hz were applied to STN. Stimulator was turned ON when penicillin was injected. Sham stimulation at 0 volt was used as a control situation, each monkey being its own control. The time course, number and duration of seizures occurring in each epochs of 1 h were compared during ON and sham stimulation periods. Each experimental session lasted uptoo 6 hours,We also studied preventive high frequency stimulation of STN and subthershold low frequency stimulation of Putamen with 5 Hz and 20 Hz in the same model .Finally we studied combined effects of high frequency STN and low frequency Putamen stimulation in one monkey Results: Data was analysed from 1572 seizures in 30 experiments in three monkeys for chronic STN stimulation , 454 seizures in 10 experiments in one moneky during preventive STN stimulation ,289 seizures from 14 experiments in two monkeys during LFS putamen stimulation and 477 seizures from 10 sessions during combined STN and Putamen stimulation in one monkey The best results were observed during chronic STN stimulation The occurrence of first seizure was significantly delayed as compared to sham situation. Total time spent in focal seizures was significantly reduced by ≥69% on an average (p ≤0.05) after STN stimulation, due to a significant decrease in the number of seizures especially so during the first 3 hours after stimulation. The duration of individual seizures reduced moderately. Bipolar and monopolar stimulation modes were equally effective Preventive HFS STN (in one specimen) was not found to be superior to acute stimulation. LFS Putamen alone was effective but mainly in first two hours of stimulation .In a combined HFS STN and LFS Putamen stimulation the effect of stimulation in terms of seizure control was modest and poor compared to HFS STN alone or LFS Putamen alone. This study provides original data in primates showing the potential therapeutic effect of chronic HFS-STN DBS to treat focal motor seizures . A discussion explaining these

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Authesserre, Claire. "Système microfluidique pour le contrôle et l'optimisation de l'encapsulation de cellules pour la thérapie du diabète." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAS017.

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Abstract:

La transplantation de microcapsules contenant des îlots de Langerhans, amas de cellules pancréatiques régulant la glycémie, montre des résultats prometteurs dans le traitement du diabète de type 1. A l’heure actuelle, il existe encore de nombreux challenges pour augmenter la durabilité d’une greffe fonctionnelle. Le manque de standardisation des technologies d’encapsulation actuelles a suscité un intérêt pour les technologies d’encapsulation microfluidique permettant d’apporter précision et automatisation. Cette thèse s’est attachée à faire progresser deux points de limitations actuelles de ces techniques : la productivité du système et l’état de surface des capsules obtenues.Dans la première partie, nous nous sommes concentrés sur la caractérisation d’un système microfluidique de génération de gouttes à focalisation d’écoulement (MFFD), contrôlé en pression. Des modèles analytiques et numériques ont été développés afin de déterminer les écoulements dans le système. Ensuite, la formation de gouttes a été caractérisée en fonction des paramètres d’entrée du système. Cette étude a abouti à l’obtention de lois permettant de prédire ces paramètres d’entrée afin d’optimiser la fréquence de production de microcapsules d’alginate.Dans la deuxième partie, nous avons développé un système microfluidique permettant de former des capsules de type cœur-couche, afin d’optimiser l’état de surface des capsules. Des premiers essais d’encapsulation d’îlots de Langerhans ont montré le potentiel de ce système dans la minimisation d’une réaction immunitaire vis-à-vis de ces capsules.Ce travail est un premier pas vers l’optimisation du système d’encapsulation, qui à terme, permettra de fournir aux cliniciens des capsules répondant à tous les critères exigés pour la transplantation
Transplantation of microcapsules containing pancreatic islets, cell clusters regulating blood sugar, show promising results for type 1 diabetes therapy. However, many challenges remain to improve long-term graft functionality. The lack of standardization of current encapsulation technologies has aroused interest in microfluidic systems that enable more precision and automation.This thesis focuses on two of the current encapsulation technologies stakes: improving system productivity and microcapsules surface.In the first part of this thesis, we characterized a pressure-driven microfluidic flow focusing device (MFFD) droplet generation system. Analytical and numerical models were developed in order to determine and predict flow rates. Droplet formation was characterized as a function of the system input parameters. This study led to scaling laws enabling to predict these system input parameters in order to optimize alginate microcapsules production frequency.In the second part of this thesis, a microfluidic system enabling the production of core-shell microcapsules was developed. First experiments of pancreatic islets encapsulation have shown the ability of this system to minimize the immune reaction towards these capsules.This work is a first step towards encapsulation system optimization, which eventually, may provide capsules that meet all the capsule requirements for transplantation

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Brousse, Benoit. "Réalisation et caractérisation de cellules photovoltaïques organiques obtenues par dépôt physique." Limoges, 2004. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/18ec08d7-8895-42e8-841f-8700f4977e59/blobholder:0/2004LIMO0042.pdf.

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Abstract:

Ce travail concerne l'élaboration et la caractérisation de cellules photovoltaïques organiques (OPVs) bas coût, contribuant au développement des énergies renouvelables, et capables d'alimenter des appareils nomades (téléphone portable. . . ). Nous avons en particulier contribué au développement d'un banc d'expérimentation versatile destiné à l'obtention de diverses structures (bicouches, interpénétrées et multicouches) de cellules solaires à base de différents couples donneur-accepteur de petites molécules. Après la présentation d'une rétrospective des phénomènes physique et des mécanismes entrant en jeu, ainsi que celle du principe photovoltaïque dans les matériaux organiques, nous décrivons l'élaboration de notre manipulation et les étapes technologiques permettant de réaliser les cellules solaires. Les matériaux (organiques et métalliques) sont déposés en films minces (de 30 à 100nm) à la tournette (PEDOT-PSS) ou par évaporation sous vide (petites molécules et métallisation de la cathode) sur un substrat de verre recouvert d'une couche conductrice et semi-transparente d'ITO constituant l'anode. Les structures réalisées ont été caractérisées à l'air dans l'obscurité et sous illumination par des courbes I(V), des mesures capacitives et des spectres d'IPCE (spectre de photocourant). Différents couples donneur-accepteur (phtalocyanine/C60, oligomère de thiophène/C60 et phtalocyanine/dérivé de pérylène) ont été testés selon diverses configurations : hétérojonctions p-n distribuées ou non dans le volume. Les performances relevées laissent un avantage aux structures bicouches en raison de la granulosité du C60. Cette caractéristique nous a permis de concevoir une structure multicouche (CuPc/C60)3 efficace. Afin de remédier au problème lié au dépôt du C60, nous avons testé une autre molécule de type accepteur : un dérivé du pérylène (PPTC). Des études complémentaires ont été menées par l'implantation ionique des couches actives, permettant à la fois une densification et un dopage de celles-ci ; l'encapsulation des composants par VDP de polyimide (polymérisation en phase gazeuse) a été évaluée. A l'aide de cette technique, nous avons aussi développé une structure auto-protégée alternative

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Capone, Stéphanie. "Encapsulation d'hépatocytes dans un biomatériau poreux en vue d'une implantation dans un modèle animal." Compiègne, 2012. http://www.theses.fr/2012COMP2033.

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Abstract:

Pour pallier le manque de solutions thérapeutiques et le faible nombre de greffons hépatiques disponibles pour traiter certaines atteintes du foie, l’ingénierie tissulaire et l’implantation de tissus reconstruits représentent des solutions potentielles à explorer. Notre approche repose sur la microencapsulation de cellules hépatiques humaines dans des billes d’alginate poreuses. Dans un premier temps, ce travail de thèse a permis de mettre en place de nouvelles combinaisons de matériaux a partir de l’alginate et d’analyser l’influence de ces matériaux sur le comportement mécanique des billes et sur le comportement cellulaire de la lignée HepG2 C3A. La conclusion de cette étude montre que l’ajout de collagène et/ou de coating de poly-L-lysine augmente la rigidité des billes et diminue les coefficients de transfert à l’intérieur de la bille, tout en permettant une prolifération et un maintien de la fonctionnalité des cellules HepG2 C3A. Ensuite, à titre préliminaire, les billes ont été implantées chez un modèle de souris immunocompétente afin d’évaluer la biocompatibilité des matériaux. Dans un deuxième temps, les hépatocytes humains primaires ont été encapsulés dans des billes d’alginate mélangées ou non avec du collagène de type I et mis en culture sur des durées de 7 a 14 jours. Les résultats montrent une perte du niveau basal des expressions et des activités des cytochromes P450 3A4 et 1A1, de la fonctionnalité et de la différenciation des hépatocytes en culture statique. Dans un dernier temps, les hépatocytes humains primaires encapsules ont été mis en culture dans deux types de bioréacteurs afin d’étudier l’effet de la culture en condition dynamique. Les résultats montrent que la culture dynamique en lit fluidise permet d’augmenter la fonctionnalité et la différenciation des hépatocytes encapsules. Cette méthode de culture pourrait donc être employée avant l’implantation des hépatocytes microencapsulés, afin d’assurer une viabilité optimale et un maintien des fonctions métaboliques indispensables dans un contexte de suppléance hépatique
Further to the lack of therapeutic solutions and the low number of hepatic transplants available to treat some hepatic diseases, tissue engineering and implantation of reconstructed tissue are possible alternatives to explore. Our approach is based on microencapsulation of hepatic cells in porous alginate beads. In a first time, this thesis work allowed to set up new combinations of materials based on alginate and to analyze their influence on bead mechanical behavior and on HepG2 C3A behavior. The results of this study shown that the adding of collagen and/or of poly-L-lysine coating increased the rigidity of the beads and decreased the mass transfer coefficients inside the bead while allowing a proliferation and a preservation of the functionality of HepG2 C3A. Then, the beads were implanted in small animal model of immunocompetent mice to estimate the biocompatibility of the different materials. In a second time, the primary human hepatocytes were encapsulated in beads of alginate mixed or not with type I collagen and cultivated during 7 to 14 days. The results have shown a basal loss of the level of the expressions and the activities of cytochromes P450 3A4 and 1A1, the functionality and the differentiation of encapsulated primary human hepatocytes. In a last time, encapsulated primary human hepatocytes were cultivated in two types of bioreactors in order to analyze the effect of dynamic culture conditions. The datas shown that the dynamic culture in fluidized bed bioreactor enhanced the functionality and the differentiation of encapsulated hepatocytes. This culture condition could be used before implantation of encapsulated hepatocytes in order to assure an optimal viability and a good maintenance of metabolic functions essential in a context of hepatic suppliance

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Hached, Fahd. "Encapsulation de cellules stromales mésenchymateuses humaines dans les hydrogels polysaccharidiques : potentielle application dans le traitement de l'arthrose." Thesis, Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017NANT1038/document.

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Abstract:

Les traitements actuels de l’arthrose ne sont pas étiologiques. Il est alors nécessaire de développer de nouveaux axes thérapeutiques. L’utilisation des cellules stromales mésenchymateuses (CSM) est prometteuse notamment en raison de leurs capacités immunomodulatrices. L’injection intra-articulaire des CSM présente quelques limites majeures qui pourraient être contournées par leur incorporation dans des biomatériaux. Cependant, le maintien des capacités immunomodulatrices des CSM après encapsulation n’a jamais été vérifié. Dans ce contexte, ce travail de thèse a consisté à encapsuler les CSM dans l’alginate et l’hydroxypropyl methylcellulose silanisée (HPMC-Si) puis à étudier leur biofonctionnalité. Dans un premier temps, une méthode de génération de particules d’HPMC-Si a été mise au point. Les particules d’alginate et d’HPMC-Si ont été caractérisées. La taille, les propriétés de diffusion et les propriétés mécaniques des particules fabriquées ont été analysées et comparées. Dans un second temps, les cellules ont été encapsulées dans les 2 matériaux puis caractérisées par une étude de leur viabilité et de leur prolifération pendant 1 mois. Enfin, le maintien des capacités immunomodulatrices des CSM après encapsulation a été investigué. Ces travaux de thèse ont permis de démontrer que : (i) les particules d’alginate et d’HPMC-Si possèdent des propriétés différentes ; (ii) les CSM encapsulées dans les 2 matériaux restent viables et (iii) l’encapsulation des CSM n’altère pas leurs capacités immunomodulatrices. Ces travaux de thèse sont ainsi encourageants pour une potentielle application des CSM encapsulées dans le traitement de l’arthrose
Existing drug therapies for osteoarthritis (OA) provide, at best, symptomatic relief from pain and fail to prevent cartilage damage. Mesenchymal Stromal Cells (MSC) have generated interest since they secrete immunomodulatory factors. Direct injection of MSCs in OA suffers major limitations. To overcome these limitations, several studies have proposed to entrap MSC within biomaterials. However, their immunomodulatory properties after encapsulation have not been investigated. In this context, this work aimed to entrap MSC within spherical particles derived from alginate or from silanized hydroxypropyl methylcellulose (Si-HPMC) and to investigate their biofunctionality. First, a protocol of Si-HPMC particles generation was assessed. Alginate and Si-HPMC particles were characterized. Size, diffusion and mechanical properties of generated particles were studied and compared. Secondly, MSC were entrapped within alginate or Si- HPMC. Their viability and their ability to proliferate were evaluated for up to one month after encapsulation. Lastly, the biofunctionality of encapsulated MSC was investigated in order to harness their therapeutic properties for the treatment of OA. In summary, we have shown that: (i) alginate and Si-HPMC particles exhibit different properties; (ii) both alginate and Si-HPMC particles support MSC survival and (iii) MSC encapsulated in alginate or Si-HPMC are sensitive to pro-inflammatory cytokines and respond to this stimulation by increasing their secretion of bioactive factors. These findings are promising for a potential application of encapsulated MSC to OA treatment

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Magisson, Jordan. "Validation préclinique de dispositifs implantables de délivrance d’insuline et d’encapsulation de cellules pour le traitement du diabète de type 1." Electronic Thesis or Diss., Strasbourg, 2022. http://www.theses.fr/2022STRAJ097.

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Abstract:

Les traitements du diabète de type 1 vise à normaliser la glycémie grâce à l’insulinothérapie ou des greffes de pancréas et d’îlots pancréatiques. Cependant, des limites importantes persistent : voie d’administration non physiologique pour l’insulinothérapie et utilisation des traitements anti-rejets pour les greffes.En réponse à ces limites, nos travaux se sont concentrés sur la validation d’un dispositif de délivrance physiologique d’insuline et d’un dispositif d’encapsulation de cellules aux propriétés immunio-protectrices.Nous avons démontré l’efficacité du dispositif de délivrance d’insuline, bien accepté après implantation sur plusieurs modèles animaux et permettant une diminution efficace de la glycémie grâce à un premier passage hépatique. Notre dispositif d’encapsulation de cellules, grâce à sa période de pré-vascularisation, permet quant à lui d’assurer la survie et la fonction de cellules sécrétrices d’insuline chez le rat diabétique tout en prévenant une réponse immunitaire du receveur.Ces travaux permettent d’envisager de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement du diabète de type 1
Current treatments for type 1 diabetes aims to normalize glycemia via insulin therapy or pancreas and islet grafts. However, these approaches are limited by non-physiological administration route for insulin therapy and use of immune-suppresive drugs for grafts.To overpass these limitations, our work focused on validation of a physiological insulin delivery device and a cell encapsulation device which is immune protective.We demonstrated efficacy of our insulin delivery device, which was well tolerated in both small and large animal models, allowing efficient correction of glycemia via an hepatic first pass. Our cell encapsulation device, thanks to its pre-vascularization period, ensured survival and sustained function of insulin secreting cells on diabetic rats. In parallel, the device prevented formation by the recepient, of antibodies against encapsulated cells.Taken together, these data allow to consider these two approach as potential new treatments for type one diabetes

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Grogg, Julien. "A novel Encapsulated-Cell technology for the delivery of therapeutic proteins : from bench to bedside." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASQ013.

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Abstract:

La thérapie cellulaire encapsulée présente un grand potentiel pour délivrer des niveaux soutenus de protéines thérapeutiques aux patients et améliorer la gestion des maladies chroniques. Cependant, le saut translationnel vers le succès clinique est entravé par le manque de lignée cellulaire allogénique adaptée aux applications thérapeutiques humaines, ainsi que le manque d'un dispositif d'encapsulation polyvalent, biocompatible, et facile à administrer, à récupérer ou à remplacer. Dans ce travail, nous présentons le développement d'un dispositif de macroencapsulation biocompatible, cargo-agnostique et doté de caractéristiques optimisées pour l'administration de protéines. Ce dispositif est compatible avec les cellules adhérentes et en suspension, et peut être administré et récupéré sans procédures chirurgicales lourdes. Nous avons montré que différentes lignées cellulaires produisant différentes protéines thérapeutiques peuvent être combinées dans le dispositif. Parallèlement, nous avons généré une lignée cellulaire de myoblastes humains immortalisés (IHM) stable qui peut être modifiée génétiquement pour sécréter diverses protéines fonctionnelles. Nous avons encapsulé ces deux composants et évalué leur combinaison à la fois in vitro et in vivo pour la délivrance de protéines à long terme. Nous avons démontré la capacité des cellules IHM sécrétant une cytokine, encapsulées dans notre dispositif et implantées dans la peau humaine, à mobiliser et à activer les cellules présentatrices d'antigènes, ce qui pourrait potentiellement servir de stratégie adjuvante efficace dans les thérapies d'immunisation contre le cancer. Enfin, nous avons étudié l'efficacité de l'administration soutenue de faibles doses d'anti-CTLA-4 humain délivré par nos cellules IHM encapsulées dans notre dispositif, dans la région péritumorale de souris hCTLA4 knock-in greffées par voie sous-cutanée avec des cellules d'adénocarcinome du côlon MC38. Dans l'ensemble, nos résultats montrent que notre technologie peut contribuer aux thérapies cellulaires contre le cancer et, potentiellement, contre les troubles métaboliques et les maladies dues à une déficience en protéines
Encapsulated cell therapy (ECT) holds a great potential to deliver sustained levels of highly potent therapeutic proteins to patients and improve chronic disease management. Yet the translational leap to clinical success has been hindered by the scarcity of an allogeneic cell line suitable for human therapeutic applications along with an adapted versatile and biocompatible encapsulation device that is scalable, and easy to administer, retrieve, or replace. Here, we report on the development of a biocompatible, cargo-agnostic, macroencapsulation device with optimized features for protein delivery. Such device is compatible with adherent and suspension cells, and can be administered and retrieved without burdensome surgical procedures. We showed that different cell lines producing different therapeutic proteins can be combined in the device. In parallel, we have generated a stable, immortalized human myoblast (IHM) cell line that can be genetically engineered to secrete diverse functional proteins. We performed ECT using these two components and assessed their combination both in vitro and in vivo for long term, sustained protein delivery. We demonstrated the ability of cytokine-secreting IHM cells encapsulated in our device and implanted in human skin to mobilize and activate antigen-presenting cells, which could potentially serve as an effective adjuvant strategy in cancer immunization therapies. Finally we investigated the efficacy of sustained, low-dose human anti-CTLA-4 delivered by genetically engineered IHM encapsulated in our device in the peritumoral region of human CTLA4 knock-in mice subcutaneously engrafted with MC38 colon adenocarcinoma cells. Overall, our results support that our technology may contribute to cell therapies for cancer, and potentially metabolic disorders, and protein-deficient diseases

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Bobbara, Sanyasi. "Effect of Encapsulation and Light-soak on Charge Transport Properties in Organic Semiconductor –based Diodes." Thesis, Angers, 2017. http://www.theses.fr/2017ANGE0022/document.

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Abstract:

Les semiconducteurs organiques (SO) ont attiré une grande attention ces dernières années en raison de leur facilité de fabrication, de leurs modifications des propriétés optiques et électriques et de leur rentabilité. Ils forment la classe de matériaux les plus adaptés à l'électronique flexible et à la bioélectronique, en particulier en association avec des matériaux inorganiques / hybrides solubles en solution. Cependant, la mobilité des charges dans ces matériaux est fortement affectés par leur désordre structurel et énergétique introduit par les défauts qui "piègent" les transporteurs de charge. Selon l'emplacement physique des pièges et leur distribution en énergie, ils pourraient affecter de manière significative le transport de charge dans un dispositif. Le présent travail s'efforce de sonder l'interface et les états défectueux en masse dans des diodes à base de polymère. Au lieu de cela, une partie de l'étude implique de caractériser le système avec et sans encapsulation, en utilisant des techniques pour enregistrer le comportement de courant-tension à l'état stationnaire (IV), les transitoires d'extraction de charge par la tension augmentant linéairement (CELIV) et les courants transitoires d'injection en obscurité (DiTC), ainsi que la photoluminescence (PL) et l'électroluminescence (EL) des systèmes. Les mêmes caractéristiques ont été effectuées pour observer l'effet de pénétration de la lumière ultraviolet (UV) sur les systèmes. Tous les tests ont été effectués sur trois polymères différents, à savoir P3HT, MDMO:PPV et PCDTBT. La comparaison des dispositifs encapsulés et non encapsulés donne un aperçu des différences caractéristiques des mesurables lors de l'exposition à l'air et humidité. Les tests de pénétration lumineuse indiquent la modification de la fonction de travail de la cathode après une désorption d'oxygène assistée par UV sur l'interface polymère/cathode. Un effort simultané s'est traduit par une étude in situ de la dynamique de transport des charges dans les semi-conducteurs organiques sur une large gamme de temps à une échelle microscopique
Organic semiconductors (OSs) have garnered a great attention in the recent years due to their ease of processibility, optical and electrical property-tunability, and to their cost-effectiveness. They form the class of materials most suitable for flexible electronics and bioelectronics, especially in association with solutionprocessable inorganic/hybrid materials. However, the charge mobility in these materials is strongly affected by their structural and energetic disorder introduced by the defects that ‘trap’ the charge carriers. Depending upon the physical location of the traps and their distribution in energy, they could significantly affect the charge transport in a device. The present work strives to probe the interface and bulk defect states in polymer-based diodes. In lieu of that, a part of the study involved characterizing the device with and without encapsulation, using techniques to record steady-state current-voltage (IV)behaviour, transients of charge extraction by linearly increasing voltage (CELIV) and dark-injection transient currents (DiTC), as well as photoluminescence (PL) and electroluminescence (EL) off the devices. The same characteristics have been carried out to observe the effect of ultra-violet (UV) lightsoak on the devices. All the tests were performed on three different polymers, namely P3HT, MDMO:PPV and PCDTBT. The comparison of the encapsulated versus unencapsulated devices gives an insight into characteristic differences in the measurables upon exposure to air and moisture. The light-soak tests indicate the modification of the cathode work function after a UV-assisted oxygen desorption off the polymer/cathode interface. A simultaneous effort went into an in-situ investigation of charge transport dynamics in organic semiconductors over wide time range at a microscopic scale

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Tran, Nhu Mai. "Microencapsulation de cellules hépatiques pour des études de virologie." Compiègne, 2012. http://www.theses.fr/2012COMP2023.

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Abstract:

La culture de cellules hépatiques en trois dimensions (3D), ainsi que l’ingénierie tissulaire, trouvent à l’heure actuelle de nouvelles applications en bioingénierie, et notamment en virologie pour l’étude de l’hépatite C. En effet, la mise en place de nouvelles stratégies antivirales nécessite la maîtrise de la culture du virus de l’hépatite C (VHC) dans des conditions mimant la physiologie de l’infection naturelle. L’accès à de nouveaux modèles de culture cellulaire permissifs au VHC représenterait donc une innovation importante pour les études sur le VHC et la production massive du virus. Les travaux de ce doctorat s’inscrivent dans cette optique et portent sur la mise au point d’un modèle de culture 3D de cellules hépatiques humaines. Celui-ci repose sur la microencapsulation d’une lignée de cellules hépatiques (Huh-7) permissives au VHC au sein de billes poreuses d’alginate-calcium. Notre démarche expérimentale repose sur la caractérisation physique et biologique de ce modèle, en modulant la composition du biomatériau (modification de la viscosité, de la concentration de l’alginate-sodium ou greffage de polyéthylène glycol (PEG)). Les résultats de ces travaux ont permis de déterminer une condition d’encapsulation qui allie une porosité de la matrice d’alginate compatible avec l’infection virale à un comportement cellulaire adéquat du fait de l’organisation tridimensionnelle des cellules et l’expression de récepteurs membranaires au VHC. Ce modèle de culture cellulaire a ensuite été soumis à différents tests d’infection par le VHC et d’autres types de virus hépatotropiques. A l’encontre des hypothèses ayant permis de définir les conditions d’encapsulation optimales, nous montrons que les cellules hépatiques encapsulées ne sont pas infectées ou ne produisent pas de particules virales, quels que soient le type de virus et les conditions d’infection utilisés. Ces résultats inattendus ouvrent des perspectives novatrices dans le cadre de la transplantation de cellules encapsulées
Three dimensional (3D) hepatocyte cell culture and tissue engineering nowadays finds new applications in bioengineering, and more specifically in virologyand for hepatitis C studies. Indeed, the establishment of new antiviral strategies requires culture model for hepatitis C virus (HCV) that mimics the physiology of natural infection. New culture models permissive to HCV would thus appear as a promising innovation for HCV studies and mass production of virus. This PhD thesis is part of this perspective and focuses on the development of a 3D culture model of human hepatic cells. It is based on the microencapsulation of a hepatic cell line (Huh-7), permissive to HCV in calcium alginate porous beads. Our experimental approach is based on the physical and biological characterization of this model, after changes in the composition of the material (viscosity and concentration of sodium alginate, or polyethylene glycol (PEG) grafting). The results of these studies permitted to identify a condition for encapsulation which combines a matrix porosity compatible with viral infection with an adequate cell behavior due to a 3D cell organization and the expression of HCV membrane receptors. This culture model was submitted to various infection tests with HCV and others hepatotropic viruses. In contrast with the hypothesis leading to optimal encapsulation conditions, we showed that hepatic cells were not infected or did not produce viral particles, regardless of the virus and infection conditions used. These unexpected results open up innovative prospects in the context of cell transplantation

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Obscur, Jean-Charles. "Amélioration des performances des cellules solaires organique par l'ingénierie de bandes aux interfaces électrodes semi - conducteurs." Thesis, Limoges, 2017. http://www.theses.fr/2017LIMO0021/document.

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Abstract:

Le contexte actuel de forte croissance des besoins en énergie dans le monde nécessite une diversification de sa production, notamment vers des sources renouvelables tout en limitant autant qu’il est possible l’émission de gaz à effet de serre. Parmi les énergies renouvelables une des plus prometteuses et abondantes est l’énergie solaire et il apparaît évident que l’énergie solaire, thermique ou photovoltaïque, représente un enjeu crucial pour diminuer la consommation d’énergie fossile. Actuellement 90 % des générateurs solaires sont élaborés en silicium cristallin, ce qui pose un problème d’approvisionnement en matière première, les producteurs de silicium n’ayant pas su anticiper la forte expansion de la filière solaire. Des concepts innovants présentent une forte potentialité en termes de coût de production et d’application, notamment les filières organiques et hybrides (organique/oxyde métallique). En Europe, la France est très active dans ce domaine de recherche, en particulier en ce qui concerne l’utilisation de nouveaux matériaux nanostructurés organiques ou de structures hybrides. C'est pourquoi Disasolar, une start-up française spécialisée dans le photovoltaïque souple, souhaite développer cette activité en élaborant des modules solaires souples par impression jet d'encre. Les objectifs de cette thèse sont d'étudier des nouveaux matériaux d'interface imprimables et d'évaluer l'effet de la dimension des nanoparticules sur la topologie et les performances des dispositifs. Et dans un deuxième temps l'étude portera sur l'impression des matériaux d'interface et la stabilité des cellules solaires organiques
The current context of strong growth in energy demands in the world requires diversification of its production, in particular towards renewable sources while limiting as far as possible the emission of greenhouse gases. Among the most promising and abundant renewable energies is solar energy and it is evident that solar, thermal or photovoltaic energy represents a crucial issue to reduce the consumption of fossil energy. Currently 90% of the solar generators are made of crystalline silicon, which poses a problem of supply of raw material, as silicon producers did not know how to anticipate the strong expansion of the solar sector. Innovative concepts present a high potential in terms of cost of production and application, in particular organic and hybrid (organic / metal oxide) dies. In Europe, France is very active in this area of research, particularly with regard to the use of new organic nanostructured materials or hybrid structures. This is why Disasolar, a French start-up specializing in flexible photovoltaics, wants to develop this activity by developing flexible solar modules by inkjet printing. The objectives of this thesis are to study new printable interface materials and to evaluate the effect of nanoparticle size on the topology and performance of devices. And secondly, the study will focus on the printing of interface materials and the stability of organic solar cells

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Barulina, Elena. "Study of the photostability of organic solar cells : impact of materials and encapsulation processes." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2020. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/201209_BARULINA_247fcnnrd470uh345hs973z_TH%20(1).pdf.

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Abstract:

Malgré une forte progression des rendements de conversion électrique des cellules solaires organiques, leur stabilité à long terme est un facteur clé pour leur viabilité commerciale et doit donc être examinée en détail. L'objectif était ici d’étudier la durée de vie des cellules solaires organiques en variant les matériaux actifs du mélange D:A, l'architecture des cellules, les couches interfaciales, les traitements appliqués et le processus d'encapsulation. Quel que soit ces paramètres, une grande stabilité a pu être obtenue pour des dispositifs à base de PC71BM sous LED. Par contre sous AM1.5, un post-recuit améliore considérablement la stabilité des dispositifs, mais le choix de la structure de la cellule reste le paramètre clé où seules les cellules en structure normale ont montré une grande stabilité dans le temps. Ces couches ont été étudiées par spectroscopie d'absorption, AFM, XRD et TEM analytique. Les dispositifs à base de PC71BM peuvent ainsi servir de référence dans l’étude de la stabilité des mélanges à base de NFAs (PBDB-T:ITIC et PBDB-T-2F:ITIC-4F). Outre l’éclairage (LED ou AM1.5) et les divers paramètres, les cellules solaires à base de NFA sont instables. Sous LED, les cellules solaires à base d’ITIC-4F présentent une meilleure stabilité que celles à base d'ITIC mais cette dégradation dépend aussi très fortement de la nature chimique de la couche d’extraction d’électron. Des procédés d'encapsulation flexibles sur les modules imprimés par jet d'encre de la société Dracula Technologies ont été évalués. Ces modules ont démontré des propriétés relativement stables après 1000 heures d'éclairage continu par une lampe au xénon non filtrée en UV
Despite a strong increase in the electrical conversion efficiencies of organic solar cells, their long-term stability is a key factor for their commercial viability and therefore needs to be examined in detail. The objective here was to study the lifetime of organic solar cells by varying the active materials in the D:A mixture, the cell architecture, the interfacial layers, the treatments applied and the encapsulation process. Regardless of these parameters, a high stability could be obtained for PC71BM-based devices under LED. On the other hand, under AM1.5, a post-annealing process considerably improves the stability of the devices, but the choice of the cell structure remains the key parameter where only cells with normal structure showed a high stability over time. These layers were studied by absorption spectroscopy, AFM, XRD and analytical TEM. PC71BM-based devices can thus serve as a reference in the study of the stability of mixtures based on NFAs (PBDB-T:ITIC and PBDB-T-2F:ITIC-4F). Regardless of the illumination (LED or AM1.5) and the various parameters, NFA-based solar cells are unstable. Under LEDs, ITIC-4F-based solar cells have a better stability than ITIC-based solar cells, but this degradation also depends very strongly on the chemical nature of the electron extraction layer. Flexible encapsulation processes on ink-jet-printed modules from Dracula Technologies have been evaluated. These modules demonstrated relatively stable properties after 1000 hours of continuous illumination by a non-UV-filtered xenon lamp

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Chabert, Max. "MICROFLUIDIQUE DE GOUTTES POUR LES ANALYSES BIOLOGIQUES." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00180994.

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Abstract:

Cette thèse présente divers dispositifs fonctionnant sur le principe de la microfluidique diphasique et dédiés aux analyses biologiques.
Dans une première partie, nous décrivons la conception d'un système permettant d'effectuer en flux et sans contamination la réaction de PCR dans des microgouttes transportées par une huile immiscible. Cette étude a débouché sur une plateforme automatisée au débit théorique de 3000 échantillons par jour, égalant les systèmes actuels avec une consommation 50 fois moindre en réactifs.
Dans les parties suivantes, nous présentons deux nouvelles idées pour la manipulation d'objets en microfluidique digitale : l'utilisation de phénomènes hydrodynamiques pour encapsuler des cellules uniques dans des microgouttes et les trier, et l'application de champs électriques pour induire mélange et coalescence de gouttes aqueuses. La combinaison de ces deux méthodes au sein d'une même puce est le premier pas vers un système intégré d'analyse de cellules uniques.

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Kuehn, Carina Brigitte. "Développement et études comparatives de méthodes pour améliorer la survie et les fonctions de cellules productrices d'insuline et d'îlots pancréatiques endocriniens porcins en conditions de culture in vitro et de stress apoptotiques." Thèse, Université de Sherbrooke, 2014. http://hdl.handle.net/11143/5411.

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Abstract:

Résumé : Durant les dernières années, l’encapsulation d’îlots pancréatiques endocriniens a reçu une grande attention parce qu’elle pourrait constituer une solution pour diminuer les taux d'échecs des transplantations. Dans le contexte de la perte de la matrice extracellulaire (MEC) native des îlots lors de leur isolation et le rejet de greffes par le système immunitaire du receveur, cette thèse vise à améliorer la compréhension des interactions entre la MEC et les cellules des îlots pancréatiques endocriniens ainsi qu’à étudier les effets de stress apoptotiques associés à des éléments du système immunitaire sur la survie et les fonctions des îlots. Ces études pourraient permettre de raffiner notre compréhension des mécanismes associés au rejet des greffes d'îlots de Langerhans. Dans cette thèse, le premier chapitre constitue une revue de la littérature permettant de mettre en lumière les rôles réciproques de la MEC dans l'action des cellules immunitaires et l'influence de ces rôles sur le diabète de type 1 (DT1) et sur la transplantation d'îlots. Ce premier chapitre a été publié dans la revue Pathologie Biologie. Le premier travail expérimental comprend la culture de cellules d'insulinomes de rat (INS-1) sur des surfaces composées de carboxyméthyl dextrane (CMD) recouvertes de fibronectine, RGD ou YIGSR, un peptide synthétique de la laminine. Dans cette étude, l'effet bénéfique d’éléments de la MEC sur ces cellules productrices d'insuline a été démontré. Les cellules INS-1 ont davantage proliféré sur ces surfaces et sécrétaient plus d’insuline que les cellules INS-1 cultivées sur les surfaces contrôle de CMD, CMD+RGE et dans les plaques à multi-puits de polystyrène vendues pour la culture tissulaire (TCPS). Cette première étude a été publiée dans Acta Biomaterialia. La deuxième étude expérimentale avait pour objectif d’étudier l’effet protecteur de gels de fibrine pour enrober des îlots pancréatiques endocriniens isolés de jeunes porcs et exposés à deux concentrations de peroxyde d'hydrogène (H[indice inférieur 2]O[indice inférieur 2]). L’enrobage dans la fibrine a permis de réduire l'apoptose chez les cellules des îlots et d’améliorer la sécrétion d'insuline par ceux-ci lorsque les résultats étaient comparés à ceux des îlots non-enrobés. Ce travail a été publié dans la revue Islets. Dans la troisième étude expérimentale, des îlots porcins étaient enrobés dans des gels de fibrine et d'alginate et exposés à des monocytes humains pour comparer l’effet de l’enrobage par ces deux matériaux sur la survie et les fonctions des îlots. Les monocytes sécrétaient des concentrations importantes de cytokines TNFα, IL-6, IL-1β en réponse à la fibrine seule et aux îlots. Les cellules des îlots enrobés dans les gels de fibrine et d'alginate étaient moins apoptotiques et sécrétaient plus d'insuline que leurs contrôles respectifs non-enrobés. Cette étude a été acceptée dans la revue Pathologie Biologie. // Abstract : In recent years, the encapsulation of endocrine pancreatic islets has received enhanced attention as it might constitute a solution for islet transplantation failure. In the context of the loss of the native islet extracellular matrix (ECM) and graft rejection by the recipient’s immune system, this thesis aims to improve the understanding of ECM-islet cell interactions and immune system-related implications in islet survival and function in the context of type 1 diabetes mellitus (T1DM) and islet graft rejection. In the first chapter, a literature review introduces the reciprocal roles of the ECM in immune cell action and the influence of these interactions on T1DM and islet transplantation. The most important ECM components are discussed followed by an overview of immune cells and their possible implication in diabetes. Immune cell integrins and cytokines and their communication with and influence on ECM are highlighted, concluding in a brief discussion of the significance of these interactions for islet transplantation and encapsulation. This review has been accepted for publication by Pathologie Biologie. The first experimental work comprises the culture of rat insulinoma cells (INS-1) on welldefined low-fouling carboxymethyl-dextran (CMD) surfaces covalently grafted with fibronectin, RGD and YIGSR, a synthetic laminin peptide, resulting in higher cell proliferation and insulin secretion of INS-1 cells when compared to the controls CMD, CMD+RGE and tissue culture polystyrene (TCPS) plates. With this work, the beneficial effect of ECM cues on insulin-producing cells was proven. This study has been published in Acta Biomaterialia. The second experimental work aimed to study the effect of fibrin gels when used to embed endocrine pancreatic islets isolated from young pigs and exposed to hydrogen peroxide (H[subscript 2]O[subscript 2]). Fibrin-embedded islets showed less apoptosis and higher relative insulin secretion than islets on TCPS, verifying the protective effect of fibrin towards islets. This study has been published in Islets. In the third experimental study, porcine islets were encapsulated in fibrin and alginate gels and exposed to human monocytes to compare the two materials and to further investigate the immune protective properties of fibrin and alginate. Monocytes secreted high concentrations of TNFα, IL-6, and IL-1β in response to fibrin, but at the same time islets in both fibrin and alginate gels were less apoptotic and secreted more insulin then their TCPS controls. This study has been submitted to Pathologie Biologie.

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Ogier, Stéphane. "Étude et optimisation de procédés d’encapsulation de cellules photovoltaïques." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0396/document.

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Abstract:

Les cellules photovoltaïques (PV) des modules ou panneaux solaires, sont protégées des agressions extérieures par des résines polymères encapsulantes qui, pour la plupart, sont des matériaux élastomériques réticulés. L’optimisation et le contrôle de l’étape d’encapsulation peut permettre un gain de productivité et augmenter la durée de vie des modules, ce qui réduit les coûts de l’électricité générée. Deux voies ont ainsi été explorées dans ce travail : 1) La première concerne l’étude de l’état de réticulation de l’encapsulant majoritairement utilisé actuellement, un copolymère d’éthylène et d’acétate de vinyle connu sous le nom d’EVA ; celui-ci est mis en œuvre sous forme de feuilles ou films. Une faible réticulation de l’encapsulant peut mener, entre autre, à son fluage lors de son utilisation, impactant directement la durée de vie du module. Il est donc important de suivre le niveau de réticulation de l’encapsulant lors des opérations de contrôle. La comparaison de différentes méthodes d’évaluation du degré de réticulation ont donc été menées ; 2) La deuxième voie concerne des études autour d’un nouveau procédé d’encapsulation. En effet, le procédé industriel actuel, inclut une étape dite de « lamination », pendant laquelle l’encapsulant est fondu et réticulé autour des cellules. Cette étape relativement longue crée des contraintes thermomécaniques pouvant limiter la durée de vie des modules PV. Le développement d’un nouveau procédé d’encapsulation où l’encapsulant en film est remplacé par un encapsulant liquide photopolymérisable permettrait de diminuer les coûts de production tout en augmentant potentiellement la durée de vie des modules. Les propriétés rhéologiques et la cinétique de polymérisation de ce nouvel encapsulant sont ainsi étudiées. Enfin les deux voies d’encapsulation sont comparées. Il a été montré que d’un point de vue des performances électriques le nouveau procédé présente un avantage potentiel et que d’un point de vue de la tenue au vieillissement il est équivalent au procédé industriel actuel
Photovoltaic (PV) cells, for solar modules or panels, are protected from environmental stresses by polymeric encapsulants, which are mostly crosslinked elastomers. The optimization and the control of the encapsulation step have a twofold interest by increasing PV module lifetime and productivity, thus leading to a decrease of the cost of generated electricity. Two main directions have been investigated in this work: 1) The first one is related to the study of the crosslinking degree of the main industrial PV polyolefin encapsulant, EVA, which is a copolymer composed of ethylene and vinyl acetate, used currently in film form. Indeed, poor crosslinking level can lead to its creep, impacting directly the module lifetime. To overcome this problem, the quality control needs to be improved, by the evaluation of the crosslinking degree obtained while using the conventional encapsulation process (through lamination of encapsulant foils). Thus, the comparison of several methods to evaluate this degree are led ;2) The second direction concerns the study of a new encapsulation process. Indeed, the conventional lamination process potentially creates mechanical stresses in the PV cells, which as a consequence may limit the PV module lifetime. Moreover, lamination requires a relatively long processing time. To overcome this problem, the development of a new encapsulation process using a photopolymerizable encapsulant, initially liquid, decreases the production costs of PV modules and potentially increases their lifetime. The rheology properties and the polymerization kinetics of the new encapsulant are studied. At the end of the present work, both encapsulation processes are compared. Electrical performances of PV cells are measured before and after encapsulation as well as before and after ageing cycles. It has been revealed that the new encapsulation process presents at least as good, if not better performances than the standard process, thus highlighting its big potential for the manufacturing of PV modules

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Bouhlel, Wafa. "Procédé d'encapsulation à base d'hydrogels pour le développement de micro-tissus cellulaires." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS414.

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Abstract:

Cette thèse concerne l'amélioration d'un procédé d'encapsulation à base d'hydrogels pour la culture cellulaire tridimensionnelle. Des capsules submillimétriques sont formées via la co-extrusion à haute vitesse de solutions de macromolécules, formant ainsi un jet composé. Les gouttes résultant de la fragmentation du jet possèdent une géométrie de type cœur/coque dont l'enveloppe est composée d'alginate qui est ensuite solidifiée après immersion dans un bain de gélification. L'utilisation de matériaux biologiques a nécessité la mise en place d'un système d'injection séquentiel afin de manipuler de faibles volumes, inférieurs au mL. Cette approche est alors accompagnée d'une variation longitudinale de la concentration de particules en suspension lors de leur écoulement dans le tube d’injection. Cette dispersion peut être inhibée en ajoutant une bulle à chaque extrémité de l'échantillon afin de le compartimenter. Une déstabilisation de la suspension initialement homogène est observée lorsque l’inertie du fluide porteur rentre en jeu à l’échelle des particules. Ces particules micrométriques induisent un battement et des fluctuations de vitesse du jet entrainant la coalescence des gouttes et ainsi une polydispersité. Enfin, un hydrogel de collagène, mimant la matrice extracellulaire, a été implémenté au cœur des capsules afin de favoriser l'adhésion des cellules épithéliales de l’intestin et des canaux biliaires. Les cellules forment alors au sein de ces matrices un épithélium polarisé et fonctionnel. La formation de ces capsules a nécessité la formulation de la solution de collagène compatible avec le procédé et aux conditions physiologiques des cellules
This thesis concerns the improvement of a hydrogel encapsulation process for three-dimensional cell culture. Submillimetric capsules are formed via high speed co-extrusion of macromolecules solutions, thereby forming a compound jet. The drops resulting from the fragmentation of the jet have a core/ shell type geometry where shell is composed of alginate. This layer is then solidified after immersion in a gelling bath. The use of biological materials required the implementation of a sequential injection system to manipulate small volumes, less than 1 mL. This approach is then accompanied by a longitudinal variation of the concentration of the suspended particles flowing in the injection tube. This dispersion can be inhibited by adding air bubbles at each end of the sample to segment it. A destabilization of the suspension initially homogeneous is observed when liquid inertia comes into play at the particle’s scale. These micrometric particles induce a flapping motion and jet speed fluctuations causing the coalescence of the drops and thus a size polydispersity. Finally, a collagen hydrogel, which mimics an extracellular matrix, has been implemented in the capsule’s core to promote adhesion of epithelial cells forming intestine and bile ducts. Within this matrix, the cells form a polarized and functional epithelium. The formation of these collagen capsules required the formulaiton of the collagen solution compatible with the process and the physiological conditions of the cells

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Gautier, Aude. "Etude des écoulements et des transferts de masse dans différentes géométries de foie bioartificiel." Phd thesis, Université de Technologie de Compiègne, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00360206.

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Abstract:

Les systèmes bioartificiels de suppléance hépatique doivent permettre au patient d'attendre, soit une greffe, soit la régénération de l'organe, une fois les agents toxiques éliminés. Ces dispositifs reposent sur l'utilisation de cellules fonctionnelles dans un environnement adapté et placées dans un circuit extracorporel.
Dans ce travail, l'objectif a été de caractériser différentes géométries de foie bioartificiel en comparant les fonctionnalités de mêmes cellules (C3A):
1) lit fluidisé classique (la référence) avec des billes d'alginate de 1000 µm de diamètre
2) nouveau type de fluidisation avec des billes de diamètre plus faible (600 µm)
3) dispositifs à fibres creuses utilisés classiquement par des équipes concurrentes
4) système Air Lift doté d'un apport d'air permettant la circulation du fluide
Dans chaque système, les écoulements et les transferts de matière des nutriments et des métabolites ont été caractérisés en absence et en présence de cellules de façon expérimentale et à l'aide de modèles mathématiques.
Dans les cas 1 et 2, il s'est avéré que les transferts de masse étaient quasiment identiques pour les diamètres de billes 600 et 1000 µm. La viabilité et les fonctionnalités des cellules ont été étudiées sur 48h de culture montrant des résultats très satisfaisants et prouvant ainsi l'innocuité du dispositif. Dans le cas 3, différents types de fibres creuses ont été caractérisées, permettant de déduire que la membrane de porosité intermédiaire est la plus prometteuse en vue de l'application clinique. Dans le cas 4, le système Air Lift a pour avantage d'avoir un coefficient de transfert de masse plus important que dans le cas du lit fluidisé, en absence de cellules

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Pasqua, Mattia. "Preclinical studies on an extracorporeal bioartificial liver." Thesis, Compiègne, 2020. http://www.theses.fr/2020COMP2557.

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Abstract:

Pour tous les patients souffrant d'une insuffisance hépatique aigue, il existe un besoin urgent de solutions alternatives à la transplantation du foie. En raison de divers facteurs, ces patients n'ont pas toujours accès à un organe et meurent dans l’attente d’une greffe. Il est donc impératif de trouver des alternatives viables à la transplantation du foie. Parmi les différentes alternatives apparues ces dernières années, notre groupe a principalement étudié le concept de foie bioartificiel. Il s'agit d'un dispositif de circulation extracorporelle équipé d'éléments artificiels (charbon actif et résine ionique) et d'éléments biologiques (biomasse hépatique) capables de soutenir l'organe défaillant. Ce dispositif a pour rôle de fournir les fonctions hépatiques, perdues à cause de la maladie, afin d'aider le patient à rester en vie jusqu'à ce qu'un organe soit disponible ou de favoriser la régénération naturelle du foie. Cette thèse retrace l'évolution de ces dispositifs au cours du temps, en décrivant leur principe de fonctionnement et les principaux résultats proposés par la littérature. Un accent est ensuite mis sur le développement de notre dispositif de suppléance hépatique et sur la voie scientifique qui a permis d'optimiser au mieux la biomasse hépatique. Ce travail a conduit à la mise au point d'un dispositif BAL prêt à l'emploi sur des modèles de petits animaux en insuffisance hépatique aigue
For all patients suffering of acute liver failure, there is an urgent need of alternatives to liver transplantation. Due to a variety of factors, those patients do not always have easy access to an available organ and die waiting for a transplant. Therefore, it is imperative to find viable alternatives to liver transplantation. Among the various alternatives that emerged in recent years, our group has mainly investigated the concept of bioartificial liver. It is an extracorporeal circulation device equipped with artificial elements (activated charcoal and ionic resin) and a biological element (hepatic biomass) capable of supporting the failing organ. This device has the role of providing hepatic functions, lost due to the disease, helping the patient to remain alive until an organ is available or, otherwise, capable of promoting natural liver regeneration. This thesis retraces the evolution of these devices over time, describing their principle of operation and the main results proposed by the literature. The focus is then moved on the development of our liver supply device and the scientific path that allowed optimizing the hepatic biomass at best. This thesis work led to the development of a ready-to-use BAL device on animal models of acute liver failure

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Laporte, Camille. "Potentiel cytoprotecteur des cellules souches mésenchymateuses sur les îlots exposés à des cytokines pro-inflammatoires ou encapsulés : identification de facteurs pouvant améliorer leur statut oxydatif et inflammatoire." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAS015.

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Abstract:

Bien que les résultats métaboliques de la transplantation d’îlots chez le patient diabétique de type 1 soient désormais bien démontrés, ils sont contrebalancés par les effets indésirables des traitements immunosuppresseurs et la perte de fonctionnalité du greffon à long terme.Au cours de cette thèse, nous avons étudié deux approches complémentaires offrant la perspective de s’affranchir du traitement immunosuppresseur tout en protégeant les îlots de l’apoptose et de la perte de fonctionnalité du greffon induites par les mécanismes d’isolement, de culture et de transplantation : l’immunoisolation des îlots dans des capsules de biomatériaux et la co-transplantation avec des cellules souches mésenchymateuses (CSM).Au sein du projet européen de pancréas artificiel BIOCAPAN, nous avons évalué in vitro, la biocompatibilité de différents biomatériaux et mis en évidence un effet combiné de la présence de CSM et des tripeptides RGD sur le maintien de la viabilité et de la fonctionnalité des îlots encapsulés. L’évaluation ultérieure de la biocompatibilité et de l’effet ajouté de la capsule BIOCAPAN sur des animaux diabétiques permettra la validation de la capsule qui sera proposée à des tests d’essais cliniques.Nous avons également démontré, dans un modèle de co-culture d’îlots avec des CSM dans des conditions de culture classiques et exposées à des cytokines pro-inflammatoires, que les CSM régulaient les capacités sécrétrices des îlots probablement via la régulation de l’hème oxygénase 1 (HO-1). L’identification des facteurs de transcription régulant HO-1 ainsi que des médiateurs permettant la communication entre les deux types cellulaires sont des perspectives de développement.Ce travail a souligné l’intérêt, au sein d’une approche immuno-isolante, de la reconstitution d’un environnement favorable au sein de la capsule permettant la préservation de l’îlot notamment via l’utilisation de CSM
Although, the metabolic results of islets transplantation for patient with type 1 diabetes are now well documented, they are counteracted by the adverse effects of immunosuppressive therapies and the long-term loss in graft functionality.During this thesis, we worked on two complementary approaches offering the perspective of avoiding immunosuppressive treatment while protecting islets from apoptosis and loss of functionality induced by the mechanisms of isolation, culture and transplantation. These two tools are islet immunoisolation in capsules composed of specific biomaterials and islets co-transplantation with mesenchymal stem cells (MSCs) described for their immunomodulatory, proangiogenic and cytoprotective properties.In the european project of bioartificial pancreas BIOCAPAN, we have evaluated in vitro the biocompatibility of several biomaterials and we have highlight a combined effect of the presence of MSCs and tripeptides RGD on the viability and the functionality maintenance of the encapsulated islets. Subsequent in vivo validation of the biocompatibility and the added effect of the BIOCAPAN capsule on diabetic animals will allow the final validation of the capsule to be proposed for clinical trials.We also demonstrated, in an islet co-culture model with MSCs under conventional culture conditions and exposed to pro-inflammatory cytokines, that MSCs regulate the secretory capacity of islets probably via the regulation of heme oxygenase 1 (HO-1) described for its antioxidant and anti-inflammatory properties. The identification of transcription factors regulating HO-1 as well as mediators, allowing communication between the two cell types, are development perspectives.This work underlined the interest, within an immuno-isolation approach, of the reconstitution of a favorable environment within the capsule allowing the preservation of islet physiology thanks to the use of MSCs

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Heitfeld, Kevin A. "Hydroxypropyl Cellulose for Flavor Encapsulation." University of Cincinnati / OhioLINK, 2006. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1163785195.

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Moustafa, Tarek Mohamed Mohamed. "Microencapsulation de cellules chromaffines bovines dans le traitement des douleurs chroniques rebelles : étude de faisabilité in vitro et in vivo." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/45/.

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Abstract:

Le principe de thérapie cellulaire des douleurs chroniques rebelles est de transplanter dans l'espace sous-arachnoïdien des cellules chromaffines pour qu'elles se comportent comme un véritable mini pompes en libérant de manière continue des substances neuroactives telles que les catécholamines et les peptides opioïdes. Mais les transplants xénogéniques dégénèrent progressivement si un traitement immunosuppresseur n'est pas mis en route. Le concept d'immuno-isolement a été proposé pour éviter le traitement immunosuppresseur. Dans ce travail, nous rapportons la microencapsulation des cellules chromaffines bovines (CCB) dans des microcapsules de type alginate/poly-L-lysine/alginate (APA). Nous avons validé la faisabilité de l'utilisation de cette technique et d'une telle formulation pour ce type de cellules. Nous avons mené des études visant à évaluer d'une part les caractéristiques physicochimiques des microcapsules fabriquées et d'autre part la viabilité et la fonctionnalité des cellules chromaffines encapsulées in vitro et in vivo chez le rat. Ainsi la réponse immunitaire de l'hôte vis-à-vis de ces microcapsules implantées chez le rat a été évaluée. Les paramètres de fabrication que nous avons utilisé dans le cadre de l'encapsulation des cellules chromaffines permettent d'obtenir des microcapsules sphériques, stables, résistantes et présentent une membrane semi-perméable. L'étude in vitro montre que ces cellules gardent leur viabilité et leur fonctionnalité au cours de l'étude en exprimant tous les marqueurs étudiés. Une sécrétion basale et stimulée de catécholamines est également observée. L'étude in vivo effectuée chez le rat montre que les cellules chromaffines microencapsulées maintiennent leur viabilité et leur fonctionnalité trois semaines après leur implantation. De plus, cette étude montre également que l'hôte ne développe pas de réaction inflammatoire vis-à-vis des microcapsules. Cependant d'autres investigations seraient encore nécessaires avant l'utilisation de cette stratégie thérapeutique en clinique humaine
Adrenal medullary chromaffin cells secrete a combination of pain reducing neuroactive substances including catecholamine and opioid peptides that alleviate both acute and chronic pain not only in several animal models but also in some clinical applications. But, the xenografts can not maintain their survival in central nervous system for a long period without the implication of immunosuppressive drug. In this context, the concept of immune-isolation by cell encapsulation seems to have a great interest in the field of cell therapy in order to protect the transplant from the host’s immune system. In the present study, we report the viability and functionality of bovine chromaffin cells (BCC) encapsulated in microcapsules of alginate/poly-L-lysine/alginate (APA) with a liquefied inner core both in vitro and in vivo in rats. The microencapsulation of BCC not only allows the cells to keep their viability and functionality but also to retain their pharmacological integrity as indicated by expression of tyrosine hydroxlase, met-enkephalin and secretion of catecholamine. The in vivo study concerning the implantation of both microencapsulated chromaffin cells and empty microcapsule in the central nervous system of rats aimed to evaluate the cellular viability and functionality of microencapsulated cells and to determine the host reaction against the implanted microcapsules. This study showed that the microencapsulated cells maintain their viability and their functionality three weeks after implantation in sub-arachnoid space of rats. In addition, this study gave us an account very interesting concerning the absence of immunological response against the implanted microcapsules. This approach may offer a useful potential for cell transplantation in the management of many clinical problems including intractable pain and degenerative diseases. However, other investigations are still necessary before application of this strategy in human clinics

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Legrand, Alain. "Liposomes cibles et vecteurs retroviraux pour le transfert et l'expression du gene de la preproinsuline i de rat dans des cellules eucaryotes." Orléans, 1987. http://www.theses.fr/1987ORLE2011.

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Abstract:

Encapsulation d'adn dans des liposomes contenant du lactosylceramide dont le sucre terminal est reconnu specifiquement par des recepteurs presents sur la membrane plasmique des cellules visees, c. A. D. , les hepatocytes et les cellules endotheliales du foie et egalement les lymphocytes de la rate. Injection par voie intraveineuse des liposomes. Role de l'endocytose, dans leur internalisation. Modele genetique constitue du gene de la preproinsuline i de rat insere dans des vecteurs retroviraux permettant l'expression du gene dans des celules non insulogenes

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David, Bertrand. "Mise en place et validation d'un modèle in vitro pour l'étude des propriétés mécaniques, diffusives et métaboliques d'un Foie bioartificiel à lit fluidisé." Phd thesis, Université de Technologie de Compiègne, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003223.

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Abstract:

Aujourd'hui, la transplantation est le seul traitement efficace proposé aux patients souffrant d'une insuffisance hépatique aiguë ou fulminante. La pénurie actuelle de greffons se traduit par un taux de mortalité élevé chez les patients en attente urgente d'un organe. La nécessité de disposer d'un système de suppléance hépatique transitoire apparaît donc primordiale. Un organe bioartificiel exploitant les performances potentielles de cellules (hépatocytes dans le cas d'un foie bioartificiel) permettrait de suppléer le large éventail de ses fonctions métaboliques. Notre équipe propose le concept d'un bioréacteur à lit fluidisé contenant des hépatocytes, issus de la lignée cellulaire humaine C3a, immobilisés dans des billes d'alginate. Dans ce travail l'objectif a été d'analyser le fonctionnement du système de suppléance hépatique extracorporel par la mise en place d'un modèle in vitro se rapprochant au mieux de la situation in vivo. La présence de cellules au sein des billes d'alginate n'a pas d'influence sur le comportement global du lit fluidisé alors que l'emploi de plasma, de masse volumique proche des billes, peut engendrer une instabilité. Ensuite, l'organisation, la viabilité et les fonctionnalités (synthèse d'albumine, production d'urée et capacité d'élimination de l'ammoniac) des hépatocytes à l'intérieur des billes d'alginate ont été étudiés en conditions statiques et dynamiques. Dans le bioréacteur, les hépatocytes gardent leurs pleines potentialités. Pour l'urée, l'encapsulation semble améliorer le métabolisme. Il apparaît que la sortie de l'albumine des billes est améliorée par la fluidisation. Enfin, nous avons montré que les contraintes dans le bioréacteur ne provoque qu'une faible altération des propriétés mécaniques des billes après 6 heures d'utilisation. Au vu des fonctions métaboliques assumées par les hépatocytes C3a encapsulés dans des billes d'alginate, l'emploi de ce dispositif en vue d'une suppléance hépatique pourra être envisagé.

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Haji, mansor Muhammad. "Functionalized polymer implants for the trapping of glioblastoma cells Development of a non-toxic and non-denaturing formulation process for encapsulation of SDF-1α into PLGA/PEG-PLGA nanoparticles to achieve sustained release Reversing the Tumor Target: Establishment of a Tumor Trap." Thesis, Angers, 2019. http://www.theses.fr/2019ANGE0015.

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Abstract:

Le glioblastome (GBM) est la forme de cancer du cerveau la plus courante et la plus meurtrière. Sa nature diffusive entraine une impossibilité d’élimination complète par chirurgie. Une récidive de la tumeur chez ≥ 90% des patients peut être provoqué par des cellules GBM résiduelles se trouvant près du bord de la cavité de résection. Un implant pouvant libérer de manière durable la protéine SDF-1α, qui se lie aux récepteur CXCR4 à la surface des cellules GBM, peut être utile pour induire le recrutement des cellules GBM résiduelles, permettre leur élimination sélective et finalement réduire la récurrence de la tumeur. Dans ce travail, le SDF-1α a été initialement encapsulé dans des nanoparticules à base d'acide poly-lactique-co-glycolique (PLGA). Une efficacité d'encapsulation élevée (76%) a pu être obtenue en utilisant un processus simple de séparation de phase. Les nanoparticules chargées de SDF-1α ont ensuite été incorporées dans un scaffold à base de chitosan par électrofilage pour obtenir des implants nanofibreux imitant la structure de la matrice extracellulaire du cerveau. Une étude de libération in vitro a révélé que l'implant pouvait fournir une libération prolongée de SDF-1α jusqu'à 35 jours, utile pour établir un gradient de concentration de SDF-1α dans le cerveau et induire une attraction des cellules GBM. Une étude de biocompatibilité in vivo à 7 jours a révélé des signes d'inflammation locale sans aucun signe visible de détérioration clinique chez les sujets animaux. Une étude à 100 jours visant à confirmer l'innocuité in vivo des implants avant de passer aux études d'efficacité dans un modèle de résection GBM approprié est actuellement en cours
Glioblastoma (GBM) is the most common and lethal form of brain cancer. The diffusive nature of GBM means the neoplastic tissue can not be removed completely by surgery. Often, residual GBM cells can be found close to the border of the resection cavity and these cells can multiply to cause tumor recurrence in ≥90% of GBM patients. An implant that can sustainably release chemoattractant molecules called stromal cell-derived factor-1α (SDF-1α), which bind selectively to CXCR4 receptors on the surface of GBM cells, may be useful for inducing chemotaxis and recruitment of the residual GBM cells. This may then give access to selective killing of the cells and ultimately reduce tumor recurrence. In this work, SDF-1α was initially encapsulated into poly-lactic-coglycolicacid (PLGA)-based nanoparticles. A high encapsulation efficiency (76%) could be achieved using a simple phase separation process. The SDF-1α-loaded nanoparticles were then incorporated into a chitosan-based scaffold by electrospinning to obtain nanofibrous implants that mimic the brain extracellular matrix structure. In vitro release study revealed that the implant could provide sustainedSDF-1α release for 5 weeks. The gradual SDF-1αrelease will be useful for establishing SDF-1α concentration gradients in the brain, which is critical for the chemotaxis of GBM cells. A 7-day in vivo biocompatibility study revealed evidence of inflammation at the implantation site without any visible signs of clinical deterioration in the animal subjects. A long-term study (100 days) aiming to confirm the in vivo safety of the implants before proceeding to efficacy studies in a suitable GBM resection model is currently underway

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Celebi, Duygu. "Oxidised cellulose gels and films for encapsulation and release." Thesis, University of Bath, 2015. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.675724.

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Najberg, Mathie. "Development, physico-chemical characterization and biological evaluation of silk fibroin/hyaluronic acid freeze-dried sponges for the trapping of Glioblastoma cells Reversing the tumor target: Establishment of a tumor trap Development of a non-toxic and non-denaturing formulation process for encapsulation of SDF-1α into PLGA/PEG-PLGA nanoparticles to achieve sustained release." Thesis, Angers, 2019. http://www.theses.fr/2019ANGE0040.

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Abstract:

Le glioblastome (GBM) est une tumeur dévastatrice du système nerveux central. Malgré un traitement agressif, les récidives sont inévitables et l'application d'une stratégie thérapeutique efficace demeure un défi. Le concept révolutionnaire de piège à cellules cancéreuses peut offrir de nouvelles opportunités. L'objectif est d'attirer et de confiner les cellules cancéreuses résiduelles entourant la cavité chirurgicale dans un implant polymère biomimétique délivrant des molécules chimio attractantes. Le SDF-1α, également appelé CXCL12, se lie sélectivement au récepteur CXCR4 à la surface des cellules de GBM infiltrantes et peut être utile pour induire le recrutement de ces cellules. Des éponges lyophilisées ont été préparées en combinant de la fibroïne de soie (SF), de l'acide hyaluronique (HA), de la poly-L-lysine (PLL) et de l'héparine (hep) réticulée avec N-(3-diméthylaminopropyl)-N'-éthylcarbodiimide (EDC) et du N-hydroxysulfosuccinimide (NHS). Les éponges ont montré une porosité élevée (près de90%) avec des diamètres de pores moyens de 60 μm et contenait jusqu'à 95% d'eau une fois hydraté et un module de Young inférieur à 6 kPa. De plus, l'addition de SF dans la formulation a permis d’augmenter la stabilité des éponges dans le PBS comparé à l’éponge HA-PLL. Les éponges SF-HA et SF-HA-hep étaient capables de conserver 75% et93% de la protéine SDF-1α respectivement après 7 jours dans du PBS supplémenté en enzymes (hyaluronidase et héparinase). Des études in vivo ont montré que les éponges SF-HA et SF-HA-hep étaient bien tolérées dans le cerveau des rats et que l’éponge SF-HA-hep ne libérait pas de SDF-1α dans le cerveau après 7 jours
Glioblastoma (GBM) is a devastating tumour of the central nervous system. Despite an aggressive treatment, recurrence is inevitable, and the application of an effective therapeutic strategy remains a challenge. The breakthrough concept of cancer cell trap may offer new hopes and opportunities. The goal is to attract and confine the residual cancer cells surrounding the surgical cavity in a biomimetic polymeric scaffold delivering chemoattractive molecules. The stromal cell-derived factor-1α (SDF-1α), also called CXCL12, binds selectively to the CXCR4 receptor on the surface of infiltrative GBM cells and may be useful for inducing chemotaxis and the recruitment of residual GBM cells. In this work, series of freeze-dried sponges were prepared by combining silk fibroin (SF), hyaluronicacid (HA), poly-L-lysine (PLL) and heparin crosslinked with N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimidehydrochloride (EDC) and N-hydroxysulfosuccinimidesodium salt (NHS). Sponges showed high porosity (near 90%) with mean pore diameters ca. 60 μm and contained up to 95% water once hydrated. They presented a soft texture close to the one of a brain with a Young’s Modulus down to 6 kPa. Moreover, addition of SF in the formulation yielded sponges with greater stability in PBS than the HA-PLL sponges. SF-HA and SF-HA-hep sponges were able to retain 75% and 93% of the SDF-1 protein respectively after 7 days in PBS supplemented with enzymes (hyaluronidase and heparinase). In vivo studies showed that the SF-HA and SF-HA-hep sponges were well tolerated in rats’ brain and that the SF-HA-hep sponge did not release SDF-1α after 7 days in the brain

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Abdi, Sofia. "Preparation and process optimization of encapsulating cellulose microspheres." Thesis, KTH, Skolan för kemivetenskap (CHE), 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-174287.

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Abstract:

Microspheres are spherically shaped particles within the size range of 1-1000 μm in diameter. Due to the their small size and round shape, microspheres show many advantages in various applications such as pharmaceuticals, composites and coatings. The microspheres can be customized to fit a specific application and are manufactured in various forms such as solid, hollow and encapsulating. Encapsulating cellulose microspheres have been produced in this project by the emulsionsolvent evaporation technique. The purpose of this study was to further investigate the possibility of producing encapsulating microspheres with a size range of 10-50 μm that will have a high encapsulation. A second purpose of this study was optimizing the emulsifier system for the preparation of these spheres. This has been accomplished by varying several process parameters such as type of emulsifiers and solvents to study the effect on morphology and encapsulation efficiency. The analyses of the spheres were performed with optical microscopy, thermal gravimetric analyzer (TGA) and scanning electron microscopy (SEM). The emulsifier type and concentration affected the encapsulation and size distribution but had no direct effect on the internal and external structure, which was multi-cellular and porous, respectively. The highest encapsulation in relation to average size was obtained with 0.1 v/v- % of the emulsifier mixture Emulsifier 1 (E1)/Emulsifier 2 (E2) (70/30 %). The solvent used to dissolve the polymer had a direct effect on encapsulation, a combination of Solvent 2 (S2) and Solvent 1 (S1) proved best for the three tested cellulose derivatives with low, medium and high number average molecular weight. The solvent also had an effect on the internal structure of the microspheres, becoming more core-shell when using the S1/S2 combination.

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Topolniak, Ievgeniia. "Photodegradation of polymer nanocomposites for encapsulation of organic solar cells." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2015. http://www.theses.fr/2015CLF22630.

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Abstract:

L'objectif de ce travail était le développement des nanocomposites d’EVOH/zeolites à base de charges telles que les zéolites pour l’encapsulation des cellules solaires organiques, et l’étude de leur comportement photochimique. Ce travail a porté sur l’étude du mécanisme de photooxydation des copolymères d’EVOH puis sur l'impact des zéolites sur ce mécanisme. Les propriétés fonctionnelles des nanocomposites d’EVOH/zéolites ont été étudiées en prenant en compte le taux de charge et la taille des particules. Les propriétés des copolymères d’EVOH et des nanocomposites d’EVOH/zéolites comme la transparence optique, la morphologie de surface, les propriétés mécaniques et thermiques, et les propriétés d'absorption de l'eau ont été étudiées. Sur la base des résultats obtenus, les meilleurs candidats pour l'encapsulation des cellules solaires organiques ont été proposés. Le mécanisme de photooxydation des copolymères a été proposé, la photostabilité des matériaux et l'impact des zéolites sur le comportement photochimique du polymère ont été étudiés. Le test électrique de calcium et le suivi des performances des cellules solaires organiques encapsulées ont été effectués afin d'évaluer l’efficacité des matériaux étudiés comme candidats potentiels pour une encapsulation efficace et stable des cellules solaires
The goal of this work was to develop EVOH/zeolite nanocomposites based on inorganic fillers such as zeolites for potential encapsulation of OSCs and to investigate their photochemical behaviour. The research was focused on the photooxidation mechanism of pristine EVOH copolymers and on the impact of the filler addition on this mechanism. EVOH/zeolite nanocomposites functional properties were characterised taking into account different particle sizes and filler contents. Properties of EVOH copolymers and EVOH/zeolites nanocomposites such as optical transparency, surface morphology, mechanical and thermal properties, and water uptake properties were investigated. On the basis of obtained results, the best candidate(s) for encapsulation of organic solar cells has been proposed. The chemical degradation mechanism of pristine polymers has been proposed, the materials photostability and the impact of the zeolite particles on the photochemical behaviour of the polymer have been studied. Electrical calcium test and performance of encapsulated OSCs were carried out in order to evaluate the ability of the studied materials to be used as potential candidates for efficient and stable encapsulation coatings for OSCs applications

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Heitfeld, Kevin A. "Smart Membranes: Hydroxypropyl Cellulose for Flavor Delivery." Cincinnati, Ohio : University of Cincinnati, 2007. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view.cgi?acc_num=ucin1179357187.

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Abstract:

Thesis (Ph. D.)--University of Cincinnati, 2007.
Advisor: Dale Schaefer. Title from electronic thesis title page (viewed Apr. 2, 2009). Keywords: Flavor; Encapsulation; Smart Polymers; Responsive Polymers; Controlled Release; Spray Drying. Includes abstract. Includes bibliographical references.

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Finn, Kristina Kateri. "Cellular Encapsulation Techniques: Camouflaging Islet Cells from the Immune and Inflammatory Responses Associated with Islet Transplantation." Scholarly Repository, 2008. http://scholarlyrepository.miami.edu/oa_theses/231.

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Abstract:

Diabetes is a debilitating disease affecting millions of people worldwide. The transplantation of insulin-producing, pancreatic islet cells has been an extensively explored approach for the treatment of Type 1 Diabetes. However, the need for a multi-donor source, the strong host immune responses, and a life-long immunosuppressive therapy regimen limits the widespread applicability of islet transplantation. Encapsulation of islet cells within a semi-permeable biomaterial as a means to mask transplanted cells from the host has been shown to be a viable option for the protection of islets upon transplantation. Recent advancements, incorporating additional knowledge of biomaterials, have revitalized the field of islet encapsulation. This thesis work focused on both micro- and nano-scale encapsulation techniques. Initially, a novel, covalently linked alginate-poly(ethylene glycol) (PEG), termed XAlginate-PEG, microcapsule was evaluated, and was shown to exhibit superior stability over traditional ionically bound alginate microcapsules. The XAlginate-PEG capsules exhibited a 5-fold decrease in osmotic swelling than traditional alginate microcapsules, and remained completely intact upon chelation of ionic interactions. In addition, in vitro study of the novel polymer matrix showed high compatibility with mouse insulinoma cell lines, rat and human islets. Furthermore, no disruption in islet function was observed upon encapsulation. The second study of this thesis work focused on the nano-scale encapsulation of islets with a single layer PEG coating. A PEG polymer was grafted directly on the collagen matrix of the islet capsule to form a stable amide bond. PEGylation of the islet cells was shown to camouflage inflammatory agents, such as tissue factor (TF), present on the surface of the islet, while maintaining islet morphology and function. In summary, PEG dampened coagulation cascade activation, and concealed activated factor X (afX) generation under pro-inflammatory culture conditions. The present findings contribute to the field of cellular encapsulation, both in the fabrication of novel encapsulation techniques and the evaluation of nano-scale coatings. The future potential of this research includes the attenuation of immune responses to transplanted cells, elimination of continuous immunosuppression, and provide flexibility in cell source. Furthermore, the platforms evaluated in this thesis are generalized for all cell types, thereby permitting translation of techniques to alternative cellular therapies.

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Garenne, David. "Etude d'un système de transition basé sur des acides gras dans les processus d’encapsulation de biomolécules : vers un nouveau modèle de cellule minimale." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0365/document.

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Abstract:

La compartimentation est un aspect fondamental dans la compréhension de l’apparition de la vie sur terre mais aussi dans l’élaboration de cellules minimales. Les coacervats sont capables de séquestrer de grandes quantités de molécules par diffusion depuis le milieu extérieur mais ne permettent pas d’encapsuler ces molécules à cause de l’absence de barrière physique entre le milieu intérieur et extérieur. Les vésicules quant à elles, ne permettent pas de séquestrer de grandes quantités de molécules à cause de la bicouche membranaire qui empêche la diffusion des molécules depuis le milieu extérieur. Nous avons développé une nouvelle méthode pour encapsuler des biomolécules basées sur une transition de coacervats à vésicules. Notre système basé sur des acides gras saturés à longues chaînes, peut former des coacervats pour séquestrer des biomolécules puis des vésicules en diminuant le pH pour encapsuler les molécules préalablement séquestrées. Les résultats montrent des taux d’encapsulation supérieurs à ceux obtenus par les méthodes d’encapsulation basées sur l’hydratation de films lipidiques. L’encapsulation d’enzymes ainsi que des substrats de la réaction dans les vésicules ont permis de montrer l’accomplissement de réactions enzymatiques dans ces compartiments de manière beaucoup plus rapide qu’en milieu dilué permettant de générer un bioréacteur efficace. La synthèse de protéines ainsi que l’accomplissement de voies métaboliques n’ont pas été clairement mises en évidence dans les vésicules et constituent un élément décisif dans l’élaboration d’un nouveau modèle de cellule minimale
Compartmentalization is of importance for our understanding of the emergence of life on earth but also for the development and design of minimal cells. Coacervation phenomenon allows spontaneous sequestration by molecular diffusion from aqueous medium but do not allow encapsulation of molecule inside. On the contrary, vesicular systems do not allow spontaneous encapsulation of molecules inside. Here we introduce a model built from saturated long chain fatty acids. This system can form both membranous vesicles and membrane free coacervated droplets that result from clouding by decreasing ph. We have shown that a large amount of proteins is encapsulated into vesicles after pre-crowding into coacervated. Encapsulation of enzyme in vesicles allow to increase the reaction rate compared to the reaction rate in diluted medium. Synthesis of proteins by cell-free system and metabolic reactions with proteins of mollicutes have not clearly been shown but they represent an essential element in the development of a minimal cell

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Levin, David Michael. "An integrin required for the encapsulation immune response in the tobacco hornworm, Manduca sexta L. (Lepidoptera: Sphingidae)." Diss., Manhattan, Kan. : Kansas State University, 2007. http://hdl.handle.net/2097/412.

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Leslie, Shirae. "The controlled release of rat adipose-derived stem cells from alginate microbeads for bone regeneration." Thesis, Georgia Institute of Technology, 2013. http://hdl.handle.net/1853/48946.

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Abstract:

Cell-based therapies have potential for tissue regeneration but poor delivery methods lead to low viability or dispersal of cells from target sites, limiting clinical utility. Here, we developed a degradable and injectable hydrogel to deliver stem cells for bone regeneration. Alginate microbeads <200µm are injectable, persist at implantation sites and contain viable cells, but do not readily degrade in-vivo. We hypothesized that controlled release of rat adipose-derived stem cells (ASCs) from alginate microbeads can be achieved by incorporating alginate-lyase in the hydrogel. Microbeads were formed using high electrostatic potential. Controlled degradation was achieved through direct combination of alginate-lyase and alginate at 4°C. Results showed that microbead degradation and cell release depended on the alginate-lyase to alginate ratio. Viability of released cells ranged from 87% on day 2 to 71% on day 12. Monolayer cultures of released ASCs grown in osteogenic medium produced higher levels of osteocalcin and similar levels of other soluble factors as ASCs that were neither previously encapsulated nor exposed to alginate-lyase. Bmp2, Fgf2, and Vegfa mRNA in released cells were also increased. Thus, this delivery system allows for controlled release of viable cells and can modulate their downstream osteogenic factor production.

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Cahall, Calvin Frank. "SURFACE FUNCTIONALIZATION VIA PHOTOINITIATED RADICAL POLYMERIZATION FOR RARE CELL ISOLATION AND MECHANICAL PROTECTION." UKnowledge, 2018. https://uknowledge.uky.edu/cme_etds/93.

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Abstract:

Surface functionalization of living cells for cell therapeutics has gained substantial momentum in the last two decades. From encapsulating islets of Langerhans, to cell laden gels for tissue scaffolds, to individual cell encapsulation in thin hydrogels, to surface adhesives and inert surface camouflage, modification of living cell surfaces has a wide array of important applications. Here we use hydrogel encapsulation of individual cells as a mode of protection from mechanical forces for high throughput cell printing, and chemical stimuli for the isolation of rare cells in blood. In the first study, we review methods of surface functionalization and establish a metric of potential target biomarkers for circulating tumor cell (CTC) isolation. For extended applications in cancer detection through a fluid biopsy, common surface antigen densities were quantitatively assessed in relation to peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) for potential targets of cell specific encapsulation. We then look to commercialization of our process after considering biopsy volumes and cell therapy dose sizes. Undesired batch-to-batch variation in our in-house synthesized photo-initiator could be eliminated by the use of fluorescein, a commercial fluorochrome of similar initiating power to our current eosin initiating system. Fluorescence and hydrogel generation were compared indicating a fluorescein conjugate has comparable power to that of our in-house conjugated eosin. Parameters involving the number of cells and fluid volumes processed were then analyzed systematically. Key parameters were studied to determine optimal equipment and protocol for clinically relevant batch sizes. The final study looks at the mechanical protection provided by thin hydrogel encapsulation. With growing interests in 3D bioprinting and goals of viable whole organ printing for transplant, high resolution and high throughput printing is a growing need. 3D bioprinting presents intense mechanical stimuli in the process that cells must endure. Here we analyze how hydrogel encapsulation reinforces the cellular membrane allowing cells to withstand the damaging forces associated with bioprinting.

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Fors, Lisa. "Ecology and evolution in a host-parasitoid system : Host search, immune responses and parasitoid virulence." Doctoral thesis, Stockholms universitet, Institutionen för ekologi, miljö och botanik, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-115243.

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Abstract:

In host-parasitoid systems, there is a continuous coevolutionary arms race where each species imposes a strong selection pressure on the other. The host needs to develop defence strategies in order to escape parasitism and the parasitoid must evolve counter-defence strategies in order to overcome the host’s immune defence and successfully reproduce. This makes host-parasitoid systems excellent model systems for understanding evolutionary processes underlying host race formation and speciation. In order to gain a better understanding of the complexity of host-parasitoid interactions several aspects must be considered, such as search behaviour and host selection in the parasitoid, the development of immune responses in the host and counter-defence strategies in the parasitoid. In this thesis, I investigate interactions and coevolution in a natural host-parasitoid system, consisting of five species of Galerucella leaf beetles and three species of Asecodes parasitoids, by combining behavioural ecology with chemical ecology and immunology. In the studies performed, I found that pheromone production and responses in the beetles are connected to the phylogenetic relatedness between the Galerucella species (Paper I). I found no evidence that Asecodes exploits the adult pheromone to locate host larvae, but observed an ability in the parasitoids to distinguish a better host from a less suitable one based on larval odors (Paper II). The studies also revealed large differences in immune competence between the Galerucella species, which were linked to differences in hemocyte composition in the beetle larvae (Paper III, IV). Further, the results suggest that parasitism success in polyphagous Asecodes is strongly affected by former host species of the parasitoid (Paper IV). In conclusion, the results of this thesis suggest an on-going evolution in both parasitoid virulence and host immune responses in the Asecodes-Galerucella system.

At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 2: Manuscript. Paper 4: Manuscript.

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Harris, James Patrick. "The Glia-Neuronal Response to Cortical Electrodes: Interactions with Substrate Stiffness and Electrophysiology." Case Western Reserve University School of Graduate Studies / OhioLINK, 2011. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1320950439.

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Nelson, Kimberly Lynn. "Enhanced performance and functionality of titanium dioxide papermaking pigments with controlled morphology and surface coating." Diss., Atlanta, Ga. : Georgia Institute of Technology, 2007. http://hdl.handle.net/1853/24645.

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Abstract:

Thesis (Ph.D.)--Chemical Engineering, Georgia Institute of Technology, 2008.
Committee Chair: Yulin Deng; Committee Member: Arthur Ragauskas; Committee Member: Jeff Empie; Committee Member: Jeffery Hsieh; Committee Member: Preet Singh

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Lieber, Diana. "Functional assays for screening antibody activity in droplet-based microfluidics." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/LIEBER_Diana_2010.pdf.

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Abstract:

Les méthodes de criblage haut-débit sur des cellules nécessitent de petits volumes afin de réduire les coûts et permettre une manipulation rapide des échantillons. En effet, une miniaturisation supplémentaire des technologies classiques de criblage haut-débit en plaques devient problématique à cause de l’évaporation et des forces capillaires. Pour surmonter ces limitations, on a développé des systèmes basés sur la microfluidique en gouttes où des cellules sont cultivées dans des microcompartiments aqueux indépendants entourés d’huile perfluorée inerte. Un tel système permet d’effectuer des analyses automatisées à l’échelle individuelle de chaque compartiment suite à un certain temps d’incubation comme le requiert les tests cellulaires à haut-débit. Nous nous sommes focalisés également sur le développement de tests fonctionnels pour le criblage d’anticorps comme par exemple les anticorps neutralisants le VIH (Virus de l’Immunodéficience Humaine) ou inhibant l’ECA (Enzyme de Conversion de l’Angiotensine). Les approches haut-débit pour la sélection d’anticorps utilisent le « phage display » ou des hybridomes. « Phage display » est une méthode efficace mais permet de sélectionner les anticorps pour leur activité de liaison et non pas de neutralisation. Les hybridomes permettent d’effectuer une sélection en fonction de l’activité neutralisante des anticorps, mais dans cette approche on est limité par le nombre de clones pouvant être sélectionnés. Le but de ce projet était d’établir un nouveau test permettant de sélectionner, au niveau de cellules uniques, des cellules sécrétrices d’anticorps (hybridomes). Ce système pourra être utilisé également pour le criblage de cellules B. Une fois établi, ce système pourrait être utilisé pour le criblage/sélection de beaucoup d’autres anticorps thérapeutiques
High-throughput, cell-based assays require small sample volumes to reduce assay costs and to allow for rapid sample manipulation. However, further miniaturisation of conventional microtiter plate technology is problematic due to evaporation and capillary action. To overcome these limitations, we developed droplet-based microfluidic platforms in which cells are grown in aqueous microcompartments separated by an inert perfluorocarbon carrier oil. Furthermore, this system allowed for an automated analysis of individual compartments subsequent to an incubation period as required for high-throughput, cell-based assays. In addition, we focused on the development of functional assays for screening antibody activity, e. G. Neutralisation of HIV or the inhibition of ACE-1. Common high throughput approaches for antibody screening use phage display or hybridoma cells. Phage display is powerful but based on binding properties rather than neutralising effects. Hybridoma cells allow for direct screening of neutralising activity, but are very restricted in the number of clones that can be screened due to their generation and proliferation as required for conventional screens. The aim of this study was the development of novel screening technology with the ultimate goal of screening single antibody-releasing cells (hybridoma cells). This system should also allow for direct B-cell screening. Once established, this technology could be used for the screening/ selection of many more therapeutic antibodies

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Langlois, Geneviève. "Effets de la purification d’alginate et de la co-encapsulation avec des cellules canaliculaires sur la survie et fonction d’îlots de Langerhans microencapsulés." Thèse, 2010. http://hdl.handle.net/1866/3676.

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Abstract:

La transplantation d’îlots chez des sujets diabétiques permet la normalisation de leur glycémie mais nécessite l’utilisation d’immunosuppresseurs. Afin d’éliminer l’utilisation de ceux-ci, une capsule d’alginate capable d’immunoprotéger l’îlot a été proposée. Cependant, un problème persiste : la survie de l’implant est limitée. Deux moyens afin d’améliorer ce facteur seront présentés dans ce mémoire: l’utilisation d’alginate purifié et la co-encapsulation des îlots avec des cellules canaliculaires pancréatiques. La première étude rapporte un aspect nouveau : les effets directs de l’alginate non-purifié, versus purifié, sur la survie d’îlots encapsulés. Ceci est démontré in vitro sur la viabilité à long terme des îlots, leur fonction et l’incidence de leur mort cellulaire par apoptose et nécrose. Ces investigations ont permis de conclure que l’alginate purifié permet de maintenir à long terme une meilleure survie et fonction des îlots. De plus, cette étude ajoute un autre rôle aux contaminants de l’alginate en plus de celui d’initier la réaction immunitaire de l’hôte; celle-ci étant indirectement reliée à la mort des îlots encapsulés. La deuxième étude consiste à déterminer les impacts possibles d’une co-encapsulation d’îlots de Langerhans avec des cellules canaliculaires pancréa-tiques. Les résultats obtenus démontrent que cette co-encapsulation n’améliore pas la survie des îlots microencapsulés, par des tests de viabilité et de morts cellulaires, ni leur fonction in vivo testée par des implantations chez un modèle murin immmunodéficient. Pour conclure, la survie des îlots encapsulés peut être améliorée par la purification de l’alginate mais reste inchangée lors d’une co-encapsulation avec des cellules canaliculaires pancréatiques.
Islets transplantation can normalize glycaemia in diabetic patients but only with the use of immunosuppressive drugs. The elaboration of an alginate microcapsule to immunoprotect the islets has been developed to overcome the use of those harmful drugs. However, one problem still subsists: the limited survival of the transplant. Two different aspects to overcome this problem will be discussed in this thesis: the use of purified alginate and the co-encapsulation of islets with pancreatic duct cells. The first study investigated a new proposition: the direct effects of non-purified alginate, compared to the purified one, on the survival of encapsulated islets. This was demonstrated by in vitro studies on the islets long-term viability, function and the incidence of their death by apoptosis and necrosis. These investigations helped us to conclude that purified alginate can maintain a better long-term survival and function of encapsulated islets. This investigation also demonstrated that alginate contaminants have a direct influence on encapsulated cells besides their role in immune cell activation; which have an indirect implication in the encapsulated islets death. The second study investigated the possible effects of pancreatic duct cells when co-encapsulated with islets of Langerhans. The results showed no significant effects on the viability of co-encapsulated islets, by viability and cellular death assays, and neither on their function in vivo tested with implantations in a mouse immmunodeficient model. To conclude, alginate purification appeared to improve the survival of encapsulated islets while pancreatic duct cells failed to do the same.

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Chuang, Kai-En, and 莊鍇恩. "Encapsulation of β-Carotene by microfabrillated Cellulose." Thesis, 2017. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/m3fsyk.

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Abstract:

碩士
國立臺灣大學
食品科技研究所
105
Encapsulation is an expanding technique used in food industry. By coating sensitive target ingredient with wall material, many benefits will be provided. And one of the most important advantages is to improve the chemical stability. Light, heat and oxygen can be resisted by wall material, and extend shelf life of core. In this study, milled cellulose, a potential wall material, is used to encapsulate β-carotene by spray-drying. The influence of different homogenization methods of spray-dried infeed solution on encapsulation efficiency is investigated. And the effect of protection to β-carotene will be evaluated through storage stability analysis. 5.5 %(w/w) cellulose was media milled for 45 minutes, and then 3 % (cellulose base) β-carotene was added. The mixtures were processed by rotor-stator mixing (polytron) or 1-5 passes high pressure homogenization (HPH 1-5) to be infeed solution, and spray dried at 130 oC. It showed that the viscosity of infeed solution increased when HPH times increased, and particle size of cellulose became larger. HPH disperse β-carotene more evenly. HPH1 show highest effect of Encapsulation of β-carotene. During 28 days storage at dark conditions, β-carotene retention were increased after encapsulated. And half-life value was prolonged. It indicates that encapsulation can protect β-carotene from degradation when storage, and HPH1 is the best method to preparation the mixture.

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Luo, Shao-Jyun, and 羅少君. "Morphology and encapsulation of media milled cellulose after spray drying." Thesis, 2015. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/73977019802149917449.

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Abstract:

碩士
國立臺灣大學
食品科技研究所
103
The change in particle morphology has resulted in variations of physicochemical properties and functions. Spray drying is a method to fabricate particles with a controllable size and morphology. During solvent evaporation, colloidal particles were self-assembled inside the droplet toward a close-packed array. With different particle sizes, which is one of the factors aggregating final particle morphology. In our laboratory, spherical cellulose particles have been prepared by utilizing media milling and spray drying. This study was to investigate the effect milling time on morphology and media-milled and spray dried cellulose, its encapsulation efficiency for b-carotene was also evaluated. 5% (w/w) microcrystalline cellulose was media milled for 15, 30, 45 and 90 minutes, and successively was spray dried at 130℃. The data showed that the particle size was decreased as the milling time increased. It appeared that, smaller particles particularly nano/submicron particle were prone to aggregate under the condition of nano/submicron scale particle size. Scanning electron micrograph, the spray dried cellulose powder from 15 min media-milled cellulose exhibited has highly rough surface. When the media milling time increased, the percentages of nano/submicron particles were increased. And the surface spray dried powder became smoother; with a decrease in apparent density and surface area. Data of porosity and density showed that the spray dried cellulose powders were dense particles. Obviously, raw cellulose would not the alike encapsulate b-carotene (encapsulation efficiency of 2.52%). The encapsulation efficiency of media-milled cellulose for 15, 30, 45 and 90 were 19.38, 23.57, 26.36 and 21.19%, respectively. It indicated that size reduction enhanced significantly the encapsulation behavior of cellulose. Among all the milling time tested, 45 min-milling was better choice for encapsulation.

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WANG, YI-MIN, and 王逸民. "Micronization of Hydroxypropyl Cellulose and Drug Encapsulation Using Supercritical Assisted-atomization Process." Thesis, 2016. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/77828959454855115628.

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Abstract:

碩士
明志科技大學
化學工程系碩士班
104
The hydroxypropyl cellulose (HPC) and drug-carrier composite particles were prepared by a supercritical assisted-atomization (SAA) process, carbon dioxide as spraying medium and ethanol as solvent. The experimental results showed that the mean sizes of HPC particles decreased with decreasing the concentration of HPC solution, the optimal SAA parameters for smaller HPC particles were: saturator temperature of 353.2 K, saturator pressure of 8 MPa, precipitator temperature of 363.2 K, and the flow ratio of carbon dioxide to HPC solution of 0.8. The model drug in this study is a poorly water-soluble drug, beclometasone dipropionate (BDP). BDP-HPC composite particles were prepared using SAA process with the above optimal condition. The effect of different mass ratio of HPC to BDP (Z = HPC/BDP) on in vitro dissolution test of HPC/BDP composite particles was investigated in this study. In vitro dissolution test showed that the dissolution rate was enhanced because increasing durg wettability in conjunction with water-soluble HPC in BDP-HPC composite particles. 　　Additionally, in vitro aerodynamic behavior of the water-soluble mannitol (MAN) particles was evaluated by cascade impactor. The mannitol particles were prepared using SAA process with different concentrations of MAN solution and different ethanol content in MAN solution. The effect of the morphology and the particles size of mannitol on powder flowability and de-agglomeration were investigated. In vitro aerosolization test showed that the powder flowability and de-agglomeration of the mannitol particles prepared at higher concentrations of MAN solution and ethanol contest in MAN solution could be enhanced.

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Chang, Li-Wen, and 張力文. "Process conditions on the morphology and encapsulation capacity of spray-dried media-milled cellulose powder." Thesis, 2015. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/92964649926042001545.

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Abstract:

碩士
國立臺灣大學
食品科技研究所
103
In powder technology, control of particle morphology has received a lot of attention. The change of shapes has caused unprecedented chemical and physical properties that differ markedly from those of raw material. Spray dried technique is suggested to be a prospective way to produce various morphologies. Changing parameters of spray dryer is one of the strategy to control the morphology, including inlet temperature, solid concentration, gas flow rate, and so on. In this experiment, 3 different concentration (1% (w/w), 3% (w/w) and 5% (w/w)) of media milled cellulose and 4 different temperature (100℃, 115℃, 130℃ and 200℃) are chosen to spray dry. Physical properties and morphology of the cellulose spray dried powder would be analyzed. It shows that higher feed concentration produces larger spray dried particles. The particle size of 5% (w/w) feed concentration is two times as big as 1%(w/w). According to scanning electron micrograph, the spray dried cellulose powder at high concentration and high inlet temperature seems to form more spherical particle. It may relate to the evaporation rate, which affects the powder morphology, during drying. Higher inlet temperature and higher feed concentration result in faster evaporation, which leads to morphology variance. Also, the porosity of 5% feed concentration is the lowest, which infers to less open pore volume of the powder. Then, to assess the potential of media cellulose as a carrier, β-carotene is added into, according to the spray dried conditions mentioned above. It indicates that at 1% (w/w) feed concentration, the loading capacity is around 12-19%, while 5% (w/w) feed concentration is around 36-45%. The result implies that the particles at 130℃ inlet temperature and 5% (w/w) feed concentration show the highest loading capacity.

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Hsu, Hong-Wen, and 徐鴻文. "Improvement of the digestion stability and the colorectal cancer cellular uptake of EGCG through microsphere encapsulation." Thesis, 2016. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/45918158804999648719.

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Abstract:

碩士
國立臺灣大學
食品科技研究所
104
EGCG is a polyphenol which has been well known for its potential to affect human health and disease such as obesity and matabolic syndrome. Recently, some researches suggest that EGCG can inhibit the proliferation of colorectal cancer cells and the expression of indoleamine 2, 3-dioxygenase(IDO) which is an immunosuppresive enzyme. Thus, EGCG can be considered as a potential agent for antitumor immunotherapy. However, ECGC would be rapidly oxidized and broken down into small compounds in intestinal tract. Thus, it is different to reach colon and be absorbed by colorectal cancer cells. To improve its digestion stability, we will encapsulate EGCG into liposome to prevent it from oxidation and hydrolysis catalyzed by enzymes. In addition, we plan to make our drug carriers selectively deliver EGCG to colon cancer cells. Because the surface charge of cancer cells will become more negative due to aberrant sialylation in the progress of cancerization, we can use cationic liposomes as drug carriers to increase its selectivity. There are some factors which will affect this selectivity such as the level of surface charge, the charge mobility and the membrane fluidity of drug carriers. So, we will go deep to investigate their effects on the selectivity of drug delivery. However liposomes cannot protect EGCG in intestinal tract because of lipases, we need to further encapsulate liposomes into pH responsive materials to avoid premature drug release. In our cellular drug uptake experiments, we find liposome can enhance drug delivery efficiency. Fluid phase liposomes have more drug deliver efficiency than gel phase and positive surface potential liposomes can deliver more drug than neutral & negative surface potential liposomes during the same period. But, if liposomes have high positive surface potential, gel phase liposome can deliver more drug than fluid phase liposome. We also evaluate the physicochemical characterizations of different liposomes and find fluid phase liposomes have better encapsulation efficiency and small average size. However, liposomes can not keep inside of EGCG in wet preservation but some of them can still keep their surface potential. In coating material dissolution experiments, we find that coating material need to have pH-responsive solubility and sustained release properties to help them to deliver drug to large intestine.

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Wu, Sheng-Tsung, and 吳昇聰. "To Preparate the Encapsulation Epidermal Growth Factor in Microencapsulate Composed of Methyl Cellulose via Non-Solvent Emulsification Method." Thesis, 2010. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/32869183817256079975.

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Abstract:

碩士
亞洲大學
生物資訊學系碩士在職專班
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In this study, using emulsion non-solvent phase separation,to f o r m t h e e n c a p s u l a t i o n E p i d e r m a l G r o w t h F a c t o r i n Microencapsulate Composed of Methyl Cellulose. The microcapsules to achieve the protection of epidermal growth factor activity, to prevent deactivation, and was released,to demonstrate the expected efficacy,and because dispersed in the microcapsules, and to increase contact surface area for the purpose. In this subject,to improve the microcapsules＇s structure and appearance was used the PVP K30 for good adhesion capacity, can easily be adsorbed on the surface of colloidal particles play the role of protective colloid, which demonstrate the film-forming so easy to adhesion between microcapsules to achieve the purpose of uniform release efficacy.Experiments on the preparation of the dried samples of microcapsules were f o l l o w t h e f r e e z e - d r y i n g a n d s p r a y d r y i n g m e t h o d . In this subject, to purchased the NIH/3T3 mouse embryonic fibroblast cells for non-toxic test,in the resultant,the Emulsion non-solvent can complete to release the medicinal properties.

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McKinney, Jay Michael. "Intra-articular delivery of encapsulated human mesenchymal stem cells reduces osteoarthritis progression in a rat model." Thesis, 2017. https://hdl.handle.net/2144/23714.

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Abstract:

Osteoarthritis (OA) is a degenerative disease of the joint that leads to joint instability, degradation of the articular cartilage surface and eventually joint failure. Articular cartilage surfaces exhibit unique mechanical behaviors, bearing and distributing loads across joint surfaces, but have poor regenerative capacities. Human Mesenchymal Stem Cells (hMSCs) present a promising treatment to target OA, relying on their regenerative capacity and structural contributions to tissue repair, along with their immunomodulatory and anti-inflammatory properties. The multipotency of hMSCs allow these cells to differentiate towards osteogenic, chondrogenic and adipogenic lineages and directly incorporate into native tissue. hMSCs also possess the capacity to induce numerous paracrine-mediated processes including the recruitment of stem and progenitor cells, prevention of apoptosis, facilitation of beneficial remodeling and modulation of the immune response. Through encapsulating hMSCs, the effects of their paracrine action were studied directly, as the capsule presents a mechanical barrier for direct physical interaction and integration of these cells within the native tissue. The objective of this study was to utilize encapsulation of hMSCs to determine the paracrine effects of hMSCs on the progression of OA. OA was surgically induced in rats via the medial meniscus transection (MMT) surgery, which presents the phenotypical cartilage degradation associated with OA at 3 weeks. The efficacy of hMSC intervention was assessed using Lewis Rats with MMT (n=5 per group). Intra-articular injections of encapsulated hMSCs were given one day post-op and 3 weeks post-op for the 3-week and 6-week MMT studies, respectively. Animals were euthanized on the final day for both the immediate and delayed treatment studies. Micro-structural changes of the articular cartilage, osteophytes and subchondral bone of the medial tibial plateau were assessed using contrast enhanced microCT. We hypothesized that the intra-articular delivery of encapsulated hMSCs will have a positive effect, via paracrine-mediated action, on the onset and development of OA. The capsules also have the potential to improve retention and cell viability in the knee joint space. Each of these factors could contribute to enhanced therapeutic potential of the hMSC treatment. Utilizing NIR labeled sodium alginate capsules, a retention profile for the capsules yielded a tau value of 11.48 days, whereas previous studies have shown scaffold free hMSCs show complete clearance in 7 days. The 3-week MMT, run to analyze the effects of immediate treatment of encapsulated hMSCs on the onset of OA, showed a trend towards decreased cartilage thickness and a decreased surface roughness for the hMSC group in comparison to the Saline group, specifically. Additionally, the hMSC group showed a trend towards increased mineralized osteophyte volume for the hMSC group in comparison to the Saline group. Analysis of the subchondral bone yielded no differences between the hMSC and Saline groups for bone morphology. The 6 week MMT study was run to analyze the effects of a delayed treatment of encapsulated hMSCs on OA after the disease had developed. This study showed a similar result with the immediate treatment study for surface roughness, with the hMSC group showing a decrease in comparison to the Saline group. However, no differences were noted for cartilage thickness between the two respective groups. To further analyze the cartilage in the later stages of OA, exposed bone was quantified yielding a trend towards decreased exposed bone in the hMSC group in comparison to the Saline group. The mineralized osteophyte volume for the hMSC group, of the delayed treatment study, yielded a significantly higher value than all other groups. Additionally, the subchondral bone of the hMSC group trended towards a decreased porosity in comparison to the Saline group. This is one of the first studies to use sodium alginate encapsulation of hMSCs as an innovative scaffold means for intra-articular injections into the knee space. Encapsulated hMSCs permitted not only enhanced cellular retention in the knee space but showed a potential chondroprotective role of the paracrine signaling properties of hMSCs in the early stages of OA. These advantages of encapsulated hMSCs were countered by enhancements of secondary OA phenotypic changes, mainly increased mineralized osteophyte volume and a trend towards increased subchondral bone sclerosis in the later stages of OA. hMSCs have shown great potential as disease modifying drugs and through this study we have further explored the efficacy of these drugs for future treatments of OA. This study has high clinical relevance and with clinical practice running well ahead of current scientific evidence, it is imperative that these findings be considered not only in pre-clinical work but in current and future clinical trials.
2018-07-11T00:00:00Z

Dissertations / Theses on the topic 'Encapsulation de cellules'

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