Academic literature on the topic 'Toxicités optiques'

Le cancer du canal anal est une pathologie rare mais d’incidence croissante. L’atteinte métastatique au diagnostic est peu fréquente (< 10 %). Le traitement des formes non métastatiques repose sur une chimioradiothérapie exclusive à visée curative, la chirurgie étant réservée aux rechutes locorégionales. D’allure inchangée depuis les années 1980, cette stratégie thérapeutique a pourtant bénéficié des avancées techniques majeures en radiothérapie et en imagerie, ainsi que d’une amélioration de la prise en charge des toxicités induites par les traitements. Des résultats excellents sont observés pour les petites tumeurs T1-T2, N0, avec une survie d’environ 80 %à cinq ans et un très bon contrôle local, faisant envisager des stratégies de désescalade thérapeutique. Ces résultats contrastent avec ceux obtenus pour des stades plus évolués (T3-T4 ou N+), avec jusqu’à 30–40 % de récidives locorégionales ou à distance. De précédents essais d’intensification thérapeutique avec escalade de dose d’irradiation ou modification du traitement systémique n’ont pas montré de supériorité. Les études actuelles s’intéressent à l’adjonction de thérapies ciblées ainsi qu’aux immunothérapies. L’un des espoirs futurs serait de mieux stratifier les patients, dans une optique de médecine personnalisée. À cet égard, de nouveaux domaines d’étude tels que le profilage moléculaire, la radiomique et l’intelligence artificielle pourraient devenir une aide intéressante afin de proposer en amont le traitement « optimal » à l’échelle individuelle.

Tuberculosis is a public health problem in Madagascar. Among the anti-tuberculosisdrugs, ethambutol causes severe toxicity to the optic nerve. We reported two cases of toxic optic neuropathy induced by ethambutol. Neuropathy is dose dependent, after a variable latency, and occured with bilateral visual impairment, a change of color vision, and central scotoma. The mechanism is not well understood although several hypotheses have been evoked. We suggest information to patients and promote multidisciplinary care.

La protonthérapie, grâce à sa capacité à délivrer des doses élevées aux tumeurs tout en épargnant les tissus sains, est une option thérapeutique privilégiée pour traiter des localisations proches des structures optiques. Cependant, les rayonnements peuvent endommager les voies visuelles et causer des déficits visuels sévères. Cette thèse vise à modéliser les toxicités optiques induites par la protonthérapie chez les patients traités pour des tumeurs de la tête et du cou. Le travail repose sur l’analyse de données dosimétriques et paracliniques collectées auprès de 223 patients traités par protonthérapie au Centre François Baclesse et suivis au CHU de Caen. Une base de données multicentrique a été constituée, incluant les dosimétries, ainsi que les résultats des examens paracliniques (champ visuel, tomographie par cohérence optique et potentiels évoqués visuels). Un modèle relationnel a été développé pour établir un lien entre les résultats de champ visuel et la dose reçue par les organes visuels. Cette modélisation a mis en lumière les difficultés d'association des points du champ visuel avec les structures des voies optiques, en raison de la petite taille des structures, des incertitudes de segmentation et des mouvements des patients. Ce constat nous a conduit à mener une réduction de données et à évaluer les incertitudes de ces dernières. Ces analyses ont révélé les effets immédiats du traitement sur les examens paracliniques, ainsi que leurs évolutions dans le temps. Ces travaux ouvrent la voie à l’utilisation de modèles géométriques pour anticiper les complications visuelles et ainsi optimiser la prise en charge des patients
Proton therapy, with its ability to deliver high doses to tumors while sparing healthy tissues, is a preferred therapeutic option for treating tumors located near optical structures. However, radiation exposure can damage visual pathways, leading to severe visual deficits. This thesis aims to model the optical toxicities induced by proton therapy in patients treated for head and neck tumors. This work is based on the analysis of dosimetric and paraclinical data collected from 223 patients treated with proton therapy at the Centre François Baclesse and monitored at the University Hospital of Caen. A multicenter database was created, including dosimetry data as well as paraclinical examination results (visual field tests, optical coherence tomography, and visual evoked potentials). A relational model was developed to establish a link between visual field outcomes and the dose received by visual organs. This modeling highlighted challenges in associating visual field points with optical pathway structures, due to the small size of these structures, segmentation uncertainties, and patient movements. Consequently, a data reduction and uncertainty evaluation were performed. These analyses revealed the immediate effects of treatment on paraclinical examinations, as well as their progression over time. This work paves the way for the use of geometric and statistical models to predict visual complications, thus optimizing patient care

La détection d'espèces (bio)chimiques à de très faibles concentrations représente un enjeu croissant dans les domaines de la santé, de l’environnement et de la défense. Un microrésonateur optique en polymère, sans marqueurs fluorescents, associé à un canal microfluidique, forme un capteur optofluidique, ce qui permet la détection d'analytes par interaction entre un champ évanescent à la surface du microrésonateur et la solution contenant l’espèce à étudier. Cette thèse présente la conception et la réalisation de capteurs optofluidiques à base de microrésonateurs optiques et de circuits microfluidiques en polymères, pour une très faible limite de détection et un temps de réponse rapide. De très bons résultats ont été obtenus en termes de limite de détection de polluants de type ions lourds dans l'eau, en abordant le problème sous différents angles : conception et réalisation de circuits optiques et microfluidiques, optimisation de l’interrogation optique du capteur par l’élaboration d’une méthodologie de mesure rapide et précise et un traitement du signal adéquat, étude des propriétés physico-chimiques des surfaces polymères, mise au point d’une instrumentation adaptée. Le capteur a permis la détection d'ions cadmium, ions hautement toxiques, jusqu'à une décision limite de détection de 50 pmol/L dans l'eau déionisée et 500 pmol/L dans l'eau du robinet grâce à un greffage sur la surface du microrésonateur de 2,2’- ((4-Amino-1,2-Phénylène) Bis (Carboxylatoazanédyil)) Diacétate. Une étude de régénération de la surface fonctionnalisée des microrésonateurs pour la détection d’ions cadmium a été réalisée et ce capteur a pu être régénéré pour plus de soixante mesures consécutives. D’autre part, l'analyse simultanée de deux polarisations orthogonales entre elles TE et TM de la réponse optique du capteur permet d’optimiser la sensibilité de mesure. Une étude de mesure différentielle consistant à comparer simultanément les mesures sur deux microrésonateurs identiques placés dans les même conditions physiques, l’un jouant le rôle de référence et l’autre étant un capteur spécifique, a permis de s’affranchir des différentes perturbations externes (pression, température, attachements non spécifiques). Ces instruments « multi-capteurs » sont également essentiels pour une compréhension détaillée des mécanismes de réactions de surface, une évaluation de l'efficacité d'accrochage de différents protocoles de fonctionnalisation et des mesures en multiplexage
High sensitivity biochemical sensing is a concern for health, environment and defense. Thanks to the interaction between an analyte and an evanescent field at their surface, label-free polymer microring resonators, in association with a microfluidic channel, form an optofluidic sensor that can be used for biosensing. This thesis shows the realization of versatile optofluidic sensors based on polymer microring resonators combining a high detection limit with a short response time. High limit of detection of heavy ions in tap water was obtained after a careful optimization of the optical and microfluidic designs, signal processing, methodology of detection, surface chemistry and instrumentation. By functionalizing the resonator surface with 2,2’-((4Amino-1,2- Phenylene)Bis(Carboxylatoazanedyil))Diacetate, we obtained a limit of detection of 50 pmol/L in deionized water and 500 pmol/L in tap water. It should be stressed that the functionalized surface of the resonator was regenerated more than 60 times, enabling several sensing experiments with the same resonator. Besides, we were able to optimize the measurement sensitivity by an analysis of the orthogonal polarizations TE and TM from the sensor optical response. The simultaneous use of at least two microresonators in parallel (providing a reference signal and allowing multiplexing) enabled us to improve measurement accuracy and to compensate the signal from various external perturbations such as pressure, temperature and non-specific bindings. These “multi-sensors” are essential for (i) an in-depth understanding of surface reaction mechanism, (ii) an evaluation of the binding efficiency of different functionalization protocols and (iii) a high throughput characterization tool for multiple detections of pollutants

L'utilisation de matériaux semi-conducteurs est aujourd'hui en plein essor dans le domaine des nanobio technologies, notamment pour l'imagerie médicale. En particulier, les particules luminescentes magnétiquement diluées semblent être très prometteuses en tant que nanosondes bimodales en imagerie par résonance magnétique (IRM) et l'imagerie par fluorescence optique (EFO). Ce travail de thèse présente, dans un premier temps, l'optimisation du protocole de synthèse en milieu polyol de nanoparticules de type Zn₁₋MxS (x < 0,4) paramagnétiques et luminescentes. Puis, nous nous sommes intéressés à la préparation d'une solution aqueuse colloïdale de ces nanoparticules après leur fonctionnalisation par l'acide mercaptoacétique. Par ailleurs, en plus des caractérisations magnétiques effectuées sur les poudres, les résultats IRM effectués sur les colloïdes ainsi préparés confirment le comportement paramagnétique des particules de Zn₁₋xJMxS avec des valeurs de relaxivité longitudinale ri, mesurées à l'ambiante et à 3. 0 T, de 20 et 74 mM⁻¹. S⁻¹ pour une teneur respective en Mn²⁺ de 10 et 30 %. De plus, ces colloïdes émettent dans le visible (bleu) après une excitation à 405 nm. Pour permettre une éventuelle application de ces systèmes comme sondes, l'évaluation des risques de cyto- et génotoxicité des particules est indispensable. Elle a été réalisée sur des cellules ovariennes de hamster chinois (CHO) et a montré l'absence d'effets cyto- et génotoxiques avérés dans la gamme de concentrations étudiées (1 - 100 ug/mL) sur ces cellules. Ces résultats forts prometteurs, nous encouragent à considérer sérieusement les nano-objets préparés comme nanosondes bimodales pour l'imagerie duale par IRM et IFO
Semi-conductive nanomaterials have become of great interest lately in biotechnology area especially in medical imaging. Typically, magnetically diluted luminescent nanoparticles offer a real profit as potentially being bimodal probes in magnetic resonance imaging (RMI) and optical fluorescence imaging (OFI). The present work, firstly deals with the optimization through a polyol process of the synthesis of paramagnetic and fluorescent Zn!. XMnxS (x < 0,4) nanoparticles, secondly their functionalization with mercapto-acetic acid and eventually the preparation of their aqueous based colloids. The magnetic characterization and MRI measurements performed on post functionalized nanoparticles respectively before and after their dispersion as stable colloids both confirm the paramagnetic behavior of Zni_xMnxS (x < 0,4) nanomaterials. Indeed, regarding MRI, longitudinal relaxivity r₁ at room temperature and at 3. 0 T is of 20 and 74 mM⁻¹. S⁻¹ for a Mn²+ amount of respectively 10 and 30 %. Moreover, these colloids emit in the visible light range (blue) when excited at 405 nm. The use of these probes in any possible medical application is not conceivable unless their cyto- and genotoxicities are evaluated. Therefore, a serious study was carried out on chinese hamster ovarian cells (CHO) and evidenced the absence of any cyto- or genotoxic effects on these latter in the range of the nanoparticle studied concentrations (1-100 Hg/mL). These results make us seriously consider the ZnMnS hybrids as potential bimodal probes for dual MRI and OFI imaging

L’accident vasculaire cérébral ischémique est une maladie grave pour laquelle les ressources thérapeutiques sont limitées. La sonothrombolyse avec microbulles (STL) apparaît comme une alternative. L’objectif de cette thèse était d’étudier l’interaction entre la STL et le caillot sanguin, afin d’en comprendre les mécanismes et d’optimiser son utilisation.Une revue systématique de la littérature sur les expériences in-vivo a été effectuée, montrant que, s’il existe un effet thrombolytique avéré, les données sur l’innocuité de ce traitement sont limitées. L’étude optique a permis de démontrer l’effet hémolytique de la STL sur le caillot sanguin. L’étude acoustique a mis en évidence une augmentation de la vitesse du son au sein du caillot avec la STL. L’étude des paramètres élastiques du caillot a mis en évidence un durcissement significatif de celui-ci lorsque qu’il est soumis à l’association rtPA-STL comparé à l’effet du rtPA seul (activateur du plasminogène tissulaire recombinant). De plus, une méthode de mesure du caillot en 3 dimensions à l’aide d’ultrasons à haute fréquence a été mise au point permettant d’évaluer l’efficacité de thrombolytiques. Ces résultats indiquent que la STL produit une action mécanique sur le caillot sanguin qui pourrait modifier l’efficacité des thrombolytiques. D’autres développements sont nécessaires afin de contrôler la STL
Ischemic stroke is a serious disease for which therapeutic resources are limited. Sonothrombolysis with microbubbles (STL) emerges as an alternative. The aim of this thesis was to study the interaction between STL and the blood clot, in order to understand its mechanisms and optimize its use. A systematic review of the literature on in-vivo experiments was performed, showing that if there is a proven thrombolytic effect, the safety data for this treatment is limited. The optical study demonstrated the hemolytic effect of STL on the blood clot. The acoustic study showed an increase of the sound speed in the clot when submitted to STL. The study of elastic parameters of the clot revealed a significant hardening of it when treated with the rtPA-STL combination compared to the effect of rtPA (recombinant tissue plasminogen activator) alone. In addition, a 3-dimensional clot measurement method using high frequency ultrasound has been developed to evaluate the efficacy of thrombolytics.These results indicate that STL produces a mechanical action on the blood clot that could alter the effectiveness of thrombolytics. Further developments are needed to control STL

Dans cette thèse, nous nous intéressons aux propriétés de fluorescence de nanocristaux colloïdaux de semi-conducteurs composés d'un cœur entouré d'une coque. Ces hétéro-structures possèdent des propriétés optiques qui dépendent de leur taille, de leur forme et de leur composition. Il est donc essentiel de pouvoir les synthétiser en contrôlant précisément ces paramètres. Dans ce manuscrit nous présentons la synthèse et les caractérisations structurales et optiques de nanocristaux de semi-conducteurs II-VI et I-III-VI. Tout d'abord, nous montrons qu'il est possible de faire croître une coque plate de CdS sur des cœurs sphériques de CdSe. La différence de paramètre de maille entre les deux matériaux et la géométrie de la coque induisent des effets de pression anisotrope qui modifient la structure fine du premier exciton. Par conséquent, l'émission de ces nanocristaux s'affine et devient polarisée à 2D dans le plan de la coque plate. Cette dernière propriété, amplifiée par des effets diélectriques liés à la forme du nanocristal, est vérifiée par différentes mesures de polarisation. De plus, ces nanocristaux s'orientent spontanément sur substrat, ce qui permet un contrôle fin de l'orientation du dipôle d'émission. Ensuite, nous présentons la synthèse et les propriétés de nanocristaux émettant dans le proche infrarouge et composés d'éléments moins toxiques que ceux usuellement utilisés dans cette gamme : CuInS2 et CuInSe2. Ces nanocristaux à composition ternaire sont recouverts d'une fine coque de ZnS pour préserver leur fluorescence après solubilisation en milieu aqueux. Nous montrons que ces sondes fluorescentes peuvent être utilisées pour l'imagerie in vivo du petit animal.

Le développement d'un modèle-feu permettant le suivi des débits massiques, des températures, de l'opacité des fumées, des taux de CO et de CO2, rend possible l'estimation des risques présentés en cas d'incendie, par des matériaux utilisés dans l'industrie du bâtiment ou en aéronautique. L'acquisition et le traitement informatiques des données permettent de proposer une méthode de classement des matériaux, pour un risque donné et pour un scénario donné. Cette étude est menée parallèlement à une étude toxicologique recourant à une exposition animale et les particules de fumée sont observées en microscopie électronique

Ce travail porte sur la fabrication d’un support inorganique de nanofils de silicium dédié à la détection sensible de biomolécules par désorption/ionisation laser (LDI) en spectrométrie de masse (MS). Cette technique, contrairement à l’analyse LDI assistée par matrice (MALDI), permet de s’affranchir des ions parasites de la matrice organique qui interfèrent avec les molécules de masses inférieures à 700 Da. La littérature fait état de la difficulté à déterminer les paramètres liés à la performance de la technique : nous avons varié la morphologie, la composition, la chimie de surface des nanofils de silicium et nous avons discuté de l’importance des propriétés optiques et thermiques, de la mouillabilité de surface et de l’accessibilité des molécules au faisceau laser. Le support de nanofils optimal montre une haute sensibilité de détection des molécules de petites masses (50 fois supérieure au MALDI), il s’adapte à des analyses protéomiques et nous a permis d’instaurer un contrôle complémentaire au suivi de la réaction de méthylation pour la conception d’une biopuce à peptides. Nous avons finalement travaillé sur l’intégration de ce support dans un laboratoire sur puce. Une goutte d’1 µL d’un mélange de peptide (50.10-15M) a été déplacée par microfluidique discrète (électromouillage sur diélectrique) puis analysée avec succès par LDIMS. Finalement, nous avons développé une méthode originale combinant la chimie et la topographie de surface des nanofils de silicium à des techniques de lithographie optique : des zones de différentes tensions de surface liquide/solide sont ainsi créées et sont favorables à l’adhésion localisée de protéines, de cellules et de bactéries
This work deals with the fabrication of an inorganic silicon nanowires substrate dedicated to the sensitive detection of biomolecules by laser desorption/ionisation mass spectrometry (LDI-MS). This technique, in contrast to the matrix-assisted LDI mass spectrometry (MALDI), allows low mass molecules’ (<700Da) analysis without parasitic peaks from the organic matrix. The literature reports the difficulty to determine the parameters linked to the technique’s performance. We varied the morphology, composition and surface chemistry of silicon nanowires, and discussed the importance of optical and thermal properties, wetting properties and accessibility of analytes to the laser beam on the silicon nanowires performance. The optimized nanowire’s substrate shows a high sensitivity for the detection of low mass molecules (50 times higher than classical MALDI). Moreover, the silicon nanowires substrate was successfully used to follow the course of the methylation reaction of peptides in a biochip format. Furthermore, the substrate integration in a lab on chip was investigated. A 1 µL droplet of a peptide mixture (50.10-15M) was displaced by digital microfluidics (electrowetting on dielectric) and successfully analyzed by LDI-MS. Finally, we developed an original method combining the chemistry and topography of silicon nanowires surface using optical lithography technique: areas with different liquid/solid surface tensions are created this way, enabling localized adhesion of proteins, cells and bacteria