FR2718253A1 - Disposable sample-carrier for microscopic examinations of biological material - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF PORTE-ÉCHANTILLONS POUR
L'EXAMEN D'UNE SURFACE, NOTAMMENT D'UN MATÉRIAU
BIOLOGIQUE OU BIOCOMPATIBLE DANS UN FLUX DE LIQUIDE.SAMPLE HOLDER DEVICE FOR
EXAMINING A SURFACE, ESPECIALLY A MATERIAL
BIOLOGICAL OR BIOCOMPATIBLE IN A FLOW OF LIQUID.
La présente invention concerne un dispositif porte-échantillons pour l'examen d'un matériau et de l'interaction de sa surface avec un fluide, notamment pour l'examen d'un matériau biologique ou biocompatible dans un flux de liquide physiologique. Un tel dispositif est destiné à l'observation au microscope du comportement de tissus ou de cultures cellulaires dans un flux physiologique, ou pour étudier les interactions de matériaux biologique ou biocompatibles avec le liquide physiologique, par exemple la formation de caillots sanguins dans un rétrécissement de conduit. The present invention relates to a sample holder device for examining a material and the interaction of its surface with a fluid, in particular for examining a biological or biocompatible material in a flow of physiological liquid. Such a device is intended for the observation under the microscope of the behavior of tissues or cell cultures in a physiological flow, or for studying the interactions of biological or biocompatible materials with physiological fluid, for example the formation of blood clots in a narrowing of drove.
La présente invention peut également être mise en oeuvre pour l'examen microscopique en temps réel d'un surface ou d'un revêtement quelconque et pour l'analyse des interaction avec un fluide (liquide ou gaz). The present invention can also be implemented for the real-time microscopic examination of any surface or coating and for the analysis of interactions with a fluid (liquid or gas).
On connaît dans l'état de la technique des dispositifs pour l'examen visuel de matériaux biologique ou biocompatibles dans un flux physiologique. On peut notamment citer le brevet français FR2573870 concernant un instrument comportant des moyens d'analyse microscopique de particules dans un écoulement de fluide traversant une chambre comportant une zone de formation d'images sur laquelle sont dirigés les moyens d'analyse, et des moyens servant à étaler l'échantillon de fluide et un fluide d'enveloppement sous la forme d'un écoulement sensiblement plat. La mise en oeuvre de ce dispositif consiste à réaliser un écoulement laminaire plat dans la zone de formation d'images. On dirige ensuite les moyens d'analyse dans cette zone suivant une direction parallèle a l'épaisseur de cette zone, on choisit la distance de travail et la profondeur de champ de la lentille des moyens d'analyse et on maintient le débit de la totalité du fluide pour que les particules de l'échantillon de fluide circulent a l'intérieur de la profondeur de champ des moyens d'analyse. Ce dispositif est notamment destiné à l'analyse des particules de sang et d'urine. Devices for the visual examination of biological or biocompatible materials in a physiological flow are known in the state of the art. Mention may in particular be made of French patent FR2573870 concerning an instrument comprising means for microscopic analysis of particles in a flow of fluid passing through a chamber comprising an image-forming zone on which the analysis means are directed, and means serving spreading the fluid sample and an enveloping fluid in the form of a substantially flat flow. The implementation of this device consists in producing a flat laminar flow in the image-forming zone. The analysis means are then directed in this zone in a direction parallel to the thickness of this zone, the working distance and the depth of field of the lens of the analysis means are chosen and the flow rate of the whole is maintained. fluid so that the particles of the fluid sample circulate within the depth of field of the analysis means. This device is especially intended for the analysis of blood and urine particles.
Un tel dispositif est certes adapté à l'examen de cellules circulantes, mais ne permet pas d'observer des matériaux biologique ou biocompatibles ou des biomatériaux fixés sur support de culture. Par ailleurs, il ne permet pas de procéder à des observations par épifluorescence nécessitant une accumulation de photons émis par les marqueurs de cellules. Such a device is certainly suitable for examining circulating cells, but does not make it possible to observe biological or biocompatible materials or biomaterials fixed on a culture support. Furthermore, it does not allow observations by epifluorescence requiring an accumulation of photons emitted by cell markers.
L'objet de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif permettant d'observer au microscope des matériaux biologique ou biocompatibles vivants dans un flux de liquide physiologique, et notamment l'interaction entre le matériau biologique ou biocompatible et le liquide. The object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing a device making it possible to observe biological or biocompatible materials living in a flow of physiological liquid under the microscope, and in particular the interaction between the biological or biocompatible material and the liquid. .
Le dispositif selon l'invention est constitué par une platine présentant un logement pour la mise en place d'un support de culture cellulaire recouvert par un matériau transparent, ledit logement communiquant avec un premier conduit pour l'arrivée d'un liquide physiologique et un second conduit pour l'évacuation du liquide physiologique. The device according to the invention consists of a plate having a housing for the establishment of a cell culture support covered by a transparent material, said housing communicating with a first conduit for the arrival of a physiological liquid and a second conduit for the discharge of physiological fluid.
Selon une première variante de réalisation, la platine est constituée par deux parties complémentaires par rapport à un plan médian perpendiculaire à l'axe d'observation, l'une au moins des parties présentant un logement pour le positionnement d'une lame de culture cellulaire prolongée par deux conduits débouchant en des zones diamétralement opposées par rapport à un plan contenant l'axe d'observation, les deux parties étant raccordables de manière étanche. According to a first alternative embodiment, the plate consists of two complementary parts relative to a median plane perpendicular to the observation axis, at least one of the parts having a housing for positioning a cell culture slide extended by two conduits opening into diametrically opposite zones relative to a plane containing the observation axis, the two parts being tightly connectable.
De préférence, la platine est constituée par deux parties complémentaires identiques, chacune des parties étant constituée par un cadre présentant une zone centrale munie d'une fenêtre transparente fixée de manière hermétique sur ledit cadre, le cadre présentant par ailleurs sur la face interne un logement pour le positionnement d'une lame de culture prolongée de part et d'autre d'une rainure s 'étendant jusqu'au bord du cadre. Preferably, the plate is constituted by two identical complementary parts, each of the parts being constituted by a frame having a central zone provided with a transparent window fixed in a hermetic manner on said frame, the frame having moreover on the internal face a housing. for positioning an extended culture blade on either side of a groove extending to the edge of the frame.
Selon une deuxième variante, le dispositif est constitué par une première pièce présentant une logement tubulaire pour le positionnement d'une boîte de culture cellulaire et dont le fond présente au moins une zone centrale transparente, une seconde pièce d'alimentation en liquide physiologique présentant une partie annulaire dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur de la boite de culture cellulaire, ladite pièce présentant un fond plat transparent muni à sa surface inférieure d'une rainure débouchant à chacune de ses extrémités dans un canal traversant la pièce intermédiaire, et par une troisième pièce pour le blocage de la pièce intermédiaire, ladite troisième pièce étant constituée par une bague présentant une zone annulaire dont le diamètre intérieur correspond au diamètre intérieur de la pièce intermédiaire, et muni à sa surface latérale d'un moyen de raccordement sur l'embase. According to a second variant, the device consists of a first part having a tubular housing for positioning a cell culture dish and the bottom of which has at least one transparent central zone, a second part for supplying physiological liquid having a annular part whose external diameter corresponds to the internal diameter of the cell culture dish, said part having a transparent flat bottom provided at its lower surface with a groove opening at each of its ends in a channel passing through the intermediate part, and by a third part for blocking the intermediate part, said third part being constituted by a ring having an annular zone whose internal diameter corresponds to the internal diameter of the intermediate part, and provided at its lateral surface with a connection means on the base.
Selon un mode de réalisation avantageux, la pièce intermédiaire présente à sa surface inférieure une rainure circulaire dans laquelle est logé un joint d'étanchéité. According to an advantageous embodiment, the intermediate part has at its lower surface a circular groove in which is housed a seal.
De préférence, le dispositif comporte en outre une pièce de délimitation de la surface de culture constituée par une partie discale dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur de la boite de culture et présentant une découpe centrale, ladite partie discale étant munie d'un téton saillant dont la hauteur est au plus égale à la hauteur de la boite de culture cellulaire. Preferably, the device further comprises a part delimiting the culture surface constituted by a disc part whose outside diameter corresponds to the inside diameter of the culture dish and having a central cutout, said disc part being provided with a stud. protruding whose height is at most equal to the height of the cell culture dish.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faisant référence aux dessins annexés concernant deux modes de réalisations non limitatifs, où
- la figure 1 représente une vue en coupe d'un premier exemple de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 représente une vue de face d'un premier exemple de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 représente une vue en coupe des composants d'un dispositif selon un deuxième exemple de réalisation ;
- la figure 4 représente une vue de face de la pièce intermédiaire du dispositif selon le deuxième exemple de réalisation ;
- la figure 5 représente une vue en coupe de la pièce intermédiaire du dispositif
- la figure 6 représente une vue en coupe d'une pièce de délimitation de la surface de la culture ;
- la figure 7 représente une vue en coupe des composants d'un dispositif selon un troisième exemple de réalisation.The present invention will be better understood on reading the description which follows, referring to the appended drawings relating to two nonlimiting embodiments, where
- Figure 1 shows a sectional view of a first embodiment of the invention;
- Figure 2 shows a front view of a first embodiment of the invention;
- Figure 3 shows a sectional view of the components of a device according to a second embodiment;
- Figure 4 shows a front view of the intermediate part of the device according to the second embodiment;
- Figure 5 shows a sectional view of the intermediate part of the device
- Figure 6 shows a sectional view of a part delimiting the surface of the culture;
- Figure 7 shows a sectional view of the components of a device according to a third embodiment.
Les figures 1 et 2 représentent des vues respectivement en coupe et de face d'un premier exemple de réalisation de l'invention. Figures 1 and 2 show respectively sectional and front views of a first embodiment of the invention.
Le dispositif est constitué par l'assemblage de deux ensembles (1, 2) identiques et complémentaires. Chacun des deux ensembles est constitué par deux pièces : un porteéchantillons (3) et un porte-hublot (4). The device consists of the assembly of two identical and complementary sets (1, 2). Each of the two sets consists of two parts: a sample holder (3) and a porthole holder (4).
Le porte-échantillons (3) est constitué par une plaque de PLEXIGLAS (nom commercial) ou tout autre matériau rigide. I1 présente une fenêtre centrale de forme circulaire pour la mise en place du porte-hublot (4). La plaque présente sur l'une de ses surfaces une rainure (5) s'étendant depuis l'un des bords latéraux (6) jusqu'au bord latéral opposé (7). Cette rainure (5) est dans l'exemple décrit de forme droite. The sample holder (3) consists of a PLEXIGLAS plate (trade name) or any other rigid material. I1 has a central circular window for the installation of the porthole holder (4). The plate has on one of its surfaces a groove (5) extending from one of the side edges (6) to the opposite side edge (7). This groove (5) is in the example described in a straight shape.
Il peut présenter une forme différente, et notamment présenter une zone de moindre largeur pour créer un rétrécissement du canal formé avec la rainure du porteéchantillons complémentaire. Sa forme et/ou sa section peuvent également être modifiées par la mise en place d'un insert formé par une pièce de matière plastique transparente se logeant dans le canal. It may have a different shape, and in particular have a narrower area to create a narrowing of the channel formed with the groove of the complementary sample holder. Its shape and / or its section can also be modified by the installation of an insert formed by a piece of transparent plastic material being housed in the channel.
La rainure présente une zone centrale (8) dont le profondeur correspond dans l'exemple décrit à un cinquième de l'épaisseur de la plaque. Cette zone centrale (8) débouche à chacune de ses extrémités dans une zone (9, 10), permettant le raccordement avec les conduits d'arrivée et de départ du liquide physiologique. La zone centrale (8) est renforcée par un insert métallique (ll, 12) qui d'une part assure l'étanchéité du canal formé par les rainures complémentaires et d'autre part est taraudée pour recevoir le porte-hublot (3). Ce canal rectangulaire d'une largeur de 18 millimètres et d'une hauteur de 2 millimètres traverse la fenêtre centrale dans laquelle est logé le porte-hublot (3). The groove has a central zone (8) whose depth corresponds in the example described to one fifth of the thickness of the plate. This central zone (8) opens at each of its ends in a zone (9, 10), allowing connection with the pipes for the arrival and departure of the physiological liquid. The central zone (8) is reinforced by a metal insert (ll, 12) which on the one hand seals the channel formed by the complementary grooves and on the other hand is tapped to receive the porthole holder (3). This rectangular channel with a width of 18 millimeters and a height of 2 millimeters crosses the central window in which the porthole holder (3) is housed.
Celui-ci est constitué par une bague annulaire (13) supportant un hublot (14) transparent de forme discal, en verre organique ou minéral. Ce hublot est collé sur la bague annulaire qui présente un épaulement (15) destiné au positionnement précis du hublot (14).This consists of an annular ring (13) supporting a transparent porthole (14) of disc shape, made of organic or mineral glass. This window is glued to the annular ring which has a shoulder (15) intended for the precise positioning of the window (14).
L'ensemble formé par le porte-échantillons et par le porte-hublot présente par ailleurs un logement pour la mise en place d'un échantillon de surface à étudier. Dans l'exemple, la surface peut-être une lame de culture cellulaire, une membrane semi-perméable, ou un quelconque support capable de support l'adhésion cellulaire. The assembly formed by the sample holder and by the porthole holder also has a housing for the installation of a surface sample to be studied. In the example, the surface may be a cell culture slide, a semi-permeable membrane, or any support capable of supporting cell adhesion.
L'assemblage des deux éléments complémentaires (1, 2) s'effectue à l'aide de vis non représentés sur les figures annexées. Il est également possible de prévoir des moyens de réglage de la hauteur du hublot en fonction de l'épaisseur de la lame à observer.The two complementary elements (1, 2) are assembled using screws not shown in the appended figures. It is also possible to provide means for adjusting the height of the window depending on the thickness of the blade to be observed.
L'ensemble est fixé sur la platine du microscope à l'aide d'un système de clips. Il est par exemple raccordé à un conduit d'arrivée de fluide thermostaté et oxygéné. Le fluide peut etre pulsé de façon à reproduire les interactions entre un tissu et des cellules dans le flux sanguin. The assembly is fixed to the microscope stage using a clip system. It is for example connected to an inlet pipe for thermostated and oxygenated fluid. The fluid can be pulsed to reproduce the interactions between tissue and cells in the blood stream.
Les matériaux observés peuvent notamment être constitués par des pièces de prothèses vasculaires, des biomateriaux, des membranes perméables ou semi-perméables ou des tissus vivants. L'examen microscopique est possible sur les deux faces de l'échantillon à analyser. I1 peut également être réalisé sur deux échantillons placés de part et d'autre du plan médian. The materials observed can in particular consist of parts of vascular prostheses, biomaterials, permeable or semi-permeable membranes or living tissue. Microscopic examination is possible on both sides of the sample to be analyzed. It can also be carried out on two samples placed on either side of the median plane.
Le dispositif permet de procéder à des examens tels que
- l'étude de l'arrachement de cellules fixées au support
- l'étude d'adhésions cellulaires sur des supports bruts ou modifiés par des molécules adhésives, par exemple des colles biologique ou biocompatibles
- l'étude de drogues, et leurs effets sur des cellules adhérentes ou non adhérentes
- l'étude des interactions de cellules ou de micro-particules avec des membranes perméables ou semiperméables
- l'étude des interactions et modifications des cellules du sang ainsi que des cellules des parois vasculaires
- l'utilisation comme modèle d'étude dynamique de l'faction d'un produit pharmaceutique ou autre sur différents types de cellules
- l'étude de modifications cellulaires dans l'explorations des différentes pathologies humaines ou animales.The device allows examinations such as
- the study of the removal of cells attached to the support
- the study of cellular adhesions on raw supports or modified by adhesive molecules, for example biological or biocompatible glues
- the study of drugs, and their effects on adherent or non-adherent cells
- the study of cell or micro-particle interactions with permeable or semipermeable membranes
- the study of interactions and modifications of blood cells and cells of the vascular walls
- the use as a model of dynamic study of the fact of a pharmaceutical or other product on different types of cells
- the study of cellular modifications in the exploration of different human or animal pathologies.
Les figures 3 à 6 concernent un deuxième mode de réalisation plus particulièrement adapté à la culture de cellules dans des dispositifs standards connus sous le nom de "boites de PETRI". Ils permettent de proposer un dispositif de faible court, permettant d'utiliser des systèmes de cultures à usage unique. FIGS. 3 to 6 relate to a second embodiment more particularly adapted to the culture of cells in standard devices known under the name of "PETRI dishes". They make it possible to offer a short court device, making it possible to use single-use cultivation systems.
Le dispositif selon ce deuxième mode de réalisation est constitué de plusieurs pièces complémentaires
- une embase (20) représentée
- une boite de culture (21)
- une pièce d'alimentation (22)
- un bouchon (23). The device according to this second embodiment consists of several complementary parts
- a base (20) shown
- a culture dish (21)
- a supply part (22)
- a plug (23).
L'embase (20) est constituée par une pièce en acier inoxydable ou en PLEXIGLAS de forme cylindrique creuse dont le fond (25) présente une fenetre circulaire (26). Le bord de la fenêtre (26) présente un épaulement périphérique (27) pour le positionnement de la boîte de PETRI (21). Le diamètre intérieur de l'embase (20) correspond au diamètre extérieur de la boîte de PETRI (21). L'alésage de l'embase présente dans sa partie supérieure un filetage (28) pour le verrouillage du bouchon. Il est bien entendu que d'autres systèmes de raccordements sont envisageables, par exemple un système à baïonnette. The base (20) consists of a piece of stainless steel or PLEXIGLAS of hollow cylindrical shape, the bottom (25) of which has a circular window (26). The edge of the window (26) has a peripheral shoulder (27) for positioning the PETRI box (21). The inside diameter of the base (20) corresponds to the outside diameter of the PETRI box (21). The bore of the base has in its upper part a thread (28) for locking the plug. It is understood that other connection systems can be envisaged, for example a bayonet system.
Le bouchon (23) est constitué par une bague annulaire présentant un filetage latéral (29). The plug (23) consists of an annular ring having a lateral thread (29).
La pièce d'alimentation (22) est représentée en vue de face en figure 4 et en vue de coupe suivant un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 3. The feed piece (22) is shown in front view in FIG. 4 and in section view along a plane perpendicular to the section plane of FIG. 3.
Elle est constituée par une pièce transparente de forme cylindrique présentant une partie tubulaire (30) d'un diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur de la boite de culture (21). La partie tubulaire (30) est fermée par un fond (33). La partie tubulaire (30) est traversée par deux alésages (31, 32) diamétralement opposés, débouchant dans une rainure (34) de forme rectangulaire, symétrique par rapport à l'axe médian passant par le centre de la pièce tubulaire et par les alésages (31, 32). It consists of a transparent piece of cylindrical shape having a tubular part (30) with an outside diameter corresponding to the inside diameter of the culture dish (21). The tubular part (30) is closed by a bottom (33). The tubular part (30) is crossed by two diametrically opposite bores (31, 32), opening into a groove (34) of rectangular shape, symmetrical with respect to the median axis passing through the center of the tubular part and by the bores (31, 32).
Cette rainure forme avec le fond de la boîte de
PETRI (21) un canal alimenté par le liquide physiologique.This groove forms with the bottom of the box.
PETRI (21) a channel supplied with physiological fluid.
Pour assurer l'étanchéité de ce canal, le fond de la pièce intermédiaire (22) présente une rainure circulaire (35) dans laquelle est logé un joint torique (36).To seal this channel, the bottom of the intermediate piece (22) has a circular groove (35) in which an O-ring (36) is housed.
La figure 6 représente un adaptateur pour la délimitation d'une zone de culture centrale dans la boite de
PETRI (21). Il est constitué par une pièce (38) en acier inoxydable de forme cylindrique, présentant une fenêtre centrale (39) de forme circulaire. Deux tétons (40, 41) facilitent la préhension de l'adaptateur. Figure 6 shows an adapter for the delimitation of a central growing area in the box
PETRI (21). It consists of a piece (38) of cylindrical stainless steel, having a central window (39) of circular shape. Two pins (40, 41) facilitate gripping of the adapter.
La figure 7 concerne un troisième mode de réalisation adapté à l'étude de supports de membranes perméables ou semi-perméables. FIG. 7 relates to a third embodiment adapted to the study of supports for permeable or semi-permeable membranes.
Les composants du dispositif sont constitués, outre ceux déjà décrits en référence à la figure 3, une seconde pièce d'alimentation (43) présentant un canal d'alimentation (45) dont la forme générale correspond à celle du canal (34) de la première pièce d'alimentation (22). Cette deuxième pièce d'alimentation (43) présente une section extérieure inférieure à la section intérieure de la pièce d'alimentation (22) permettant un encastrement des deux pièces. The components of the device consist, in addition to those already described with reference to FIG. 3, a second supply part (43) having a supply channel (45) whose general shape corresponds to that of the channel (34) of the first supply part (22). This second feed piece (43) has an outer section smaller than the inner section of the feed piece (22) allowing the two pieces to be embedded.
Le dispositif comporte ainsi deux conduits à section rectangulaire formant un canal primaire (34) et un canal secondaire (45), communiquant entre eux par un fenêtre (42) traversant le fond de la première pièce d'alimentation (22). Cette fenêtre (45) peut être équipée avec une membrane perméable ou semi-perméable. The device thus comprises two rectangular section conduits forming a primary channel (34) and a secondary channel (45), communicating with each other through a window (42) passing through the bottom of the first supply part (22). This window (45) can be equipped with a permeable or semi-permeable membrane.
Les canaux primaire (34) et secondaire (45) comportent des arrivées et des départs de fluides différents permettant de faire circuler des fluides différents pour étudier par exemple le transport de nutriments ou de substances à travers la membrane disposée dans la fenêtre (45), ou pour effectuer des mesures de filtration tangentielle. The primary (34) and secondary (45) channels have different fluids arriving and departing, making it possible to circulate different fluids to study, for example, the transport of nutrients or substances through the membrane arranged in the window (45), or to perform tangential filtration measurements.
Une bague (44) assure le blocage de la seconde pièce d'alimentation (43). A ring (44) locks the second supply part (43).
L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple non limitatif. Il est bien entendu que l'Homme de Métier sera à même de réaliser diverses variantes sans pour autant sortir du cadre de l'invention. The invention is described in the foregoing by way of nonlimiting example. It is understood that the skilled person will be able to produce various variants without departing from the scope of the invention.
Claims (6)
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|---|---|---|---|
| FR9403842A FR2718253B1 (en) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Sample holder device for examining a surface, in particular a biological or biocompatible material in a liquid flow. |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1994
- 1994-03-31 FR FR9403842A patent/FR2718253B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2718253B1 (en) | 1996-09-20 |
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