Passage de capsules via une constriction micro-fluidique

Les activités de recherche du laboratoire BMBI concernent la Biomécanique et la Bioingénierie, plus particulièrement la Mécanique du Vivant et l’Ingénierie pour la Santé. La spécificité de BMBI est sa pluridisciplinarité qui se traduit par des projets de recherches interdisciplinaires associant les compétences en mécanique, physique, traitement du signal, biologie (cellulaire et moléculaire), biochimie, physiologie.

Les microcapsules sont utilisées comme support pour protéger et transporter des agents actifs, comme par exemple des médicaments. Ces particules sont de taille microscopique et peuvent subir des déformations lorsqu’elles sont soumises à des sollicitations mécaniques. Ces microcapsules sont aussi utilisées pour l’embolisation des bifurcations vasculaires présentant des malformations cliniques. Le but de ce stage sera d’étudier expérimentalement un modèle qui mime le scenario de passage ou blocage des microcapsules à travers une constriction. Des études expérimentales [1] et numériques [2,3,4] au sein de notre équipe à BMBI ont décrit les conditions de passage ou blocage d’une seule capsule isolée. Le but du stage est d’étudier le comportement de plusieurs microcapsules et d’établir un diagramme qui donnera les états de blocage ou passage en fonction du nombre de capsules et de leur déformabilité.

L’étudiant sera mené à fabriquer des capsules, et des puces micro-fluidiques par les techniques de lithographie-douce au sein de la plate forme micro-fluidique de BMBI. Ensuite l’étudiant utilisera les techniques de la microscopie optique et de la caméra rapide pour observer et mesurer la déformation des microcapsules.

Références:

[1] A. Le Goff, B. Kaoui, G. Kurzawa, B. Haszon, A.-V. Salsac, Squeezing bio-capsules into a constriction: deformation till break-up, Soft Matter 13, 7644 (2017)

[2] B. Kaoui and J. Harting, Two-dimensional lattice Boltzmann simulations of vesicles with viscosity contrast, Rheologica Acta 55(6), 465 (2016)

[3] R.  Kusters, T. van der Heijden, B. Kaoui, J. Harting and C. Storm, Forced transport of deformable containers through narrow constrictions, Physical Review E 90, 033006 (2014) 

[4] C. Bielinski, O. Aouane, J. Harting, B. Kaoui, Squeezing multiple soft particles into a constriction: transition to clogging, Physical Review E 104, 065101 (2021)

Encadrants:

Dr. Badr Kaoui et Dr. Anne Le Goff

- Biomécanique / biomatériaux / bioingénierie / biomédical

- Notions de mécanique des fluides et/ou solides

- Capacité à travailler en équipe dans un contexte interdisciplinaire

- Rigueur, motivation, dynamisme