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RÉSUMÉ
Alors que le diagnostic médical utilise de plus en plus l’analyse de marqueurs et de constantes biochimiques chez le patient, il devient important de pouvoir suivre en temps réel la concentration d’une molécule en un point donné de l’organisme : c’est la fonction principale des biocapteurs implantables in vivo. Les biocapteurs à glucose implantables améliorent ainsi la qualité de vie des diabétiques en leur permettant de suivre en continu leur glycémie. Dans le domaine des neurosciences, les biocapteurs implantables permettent de mieux comprendre le rôle de la communication chimique dans le cerveau.
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INTRODUCTION
Alors que le diagnostic médical utilise de plus en plus l’analyse de marqueurs et de constantes biochimiques chez le patient, il devient important de pouvoir suivre en temps réel la concentration d’une molécule en un point donné de l’organisme : c’est la fonction principale des biocapteurs implantables in vivo. Les biocapteurs à glucose implantables améliorent ainsi considérablement la qualité de vie des diabétiques en leur permettant de suivre en continu leur glycémie. Dans le domaine des neurosciences, les biocapteurs implantables permettent de mieux comprendre le rôle de la communication chimique dans le cerveau.
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Description générale des biocapteurs4. Biocapteurs implantables en neurosciences
Les neurosciences sont le deuxième grand domaine d'application des biocapteurs implantables. En effet, la communication chimique entre les neurones est à la base du fonctionnement de notre cerveau. Cette communication chimique s'opère par la libération dans le milieu extracellulaire de molécules appelées neurotransmetteurs. La détection de ces neurotransmetteurs dans le cerveau est donc une des clés de la compréhension de la chimie du système nerveux central. Cette détection a d'abord été réalisée par des techniques de prélèvement de milieu extracellulaire comme la microdialyse, qui est encore une méthode de référence en neurochimie. Plusieurs neurotransmetteurs ont pu être détectés par des capteurs ou des biocapteurs électrochimiques. L'introduction de ces nouvelles techniques a contribué à modifier la vision qu'ont les scientifiques du fonctionnement du cerveau.
La microdialyse est utilisée depuis de nombreuses années pour prélever des quantités infimes de molécules dans le milieu extracellulaire du cerveau et analyser son contenu en neurotransmetteurs. Cette technique utilise une sonde recouverte d'une membrane de dialyse, dans laquelle on fait circuler du fluide extracellulaire artificiel. Lorsqu'on implante cette sonde dans le système nerveux central, les molécules diffusent à travers la membrane de dialyse du tissu vers le fluide extracellulaire artificiel . La composition de ce dernier est ensuite analysée off-line par des méthodes analytiques telles que l'HPLC (High Performance Liquid Chromatography) ou l'électrophorèse capillaire (figure ).
Le grand avantage de la microdialyse est de permettre la détection d'un grand nombre de molécules à la fois : une fois le prélèvement fait, on peut en analyser la composition de façon intensive. Cependant, cette technique comporte également un certain nombre d'inconvénients : les sondes de microdialyse sont assez volumineuses, et peuvent léser la barrière hémato-encéphalique et perturber le fonctionnement physiologique du tissu d'implantation . Par ailleurs, la résolution temporelle de la microdialyse est faible (une mesure toutes les 10 à 15 minutes), ce qui ne permet pas d'étudier des phénomènes plus rapides, pourtant cruciaux pour le fonctionnement du système nerveux central.
Le développement de biocapteurs pour la détection de neurotransmetteurs...
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