Cette thèse porte sur l'utilisation et le développement de techniques de microscopie multiphotonique pour l'imagerie d'échantillons biologiques humains. Une plateforme d'imagerie multiphotonique utilisant les contrastes non linéaires sans marquage tels que la fluorescence à deux photons, la génération de seconde harmonique, et les mécanismes Raman cohérent (CARS et SRS) a été conçue et développée au cours de cette thèse, et les travaux expérimentaux suivant deux axes de recherche principaux sont présentés.Dans une première partie , l'imagerie tridimensionnelle et sans marquage des muqueuses du système digestif humain est comparée aux images histologiques classiques avec marquages colorimétriques. Nous montrons que les techniques multiphotoniques utilisées permettent de reconstituer la structure et de discerner les différents éléments moléculaires présents dans les tissus dans le but d'obtenir une caractérisation des zones touchées par le développement de tumeurs cancéreuses. / This thesis focuses on multiphotonic microscopy techniques development and use in order to image human biological samples. A multiphotonic imaging setup using label-free nonlinear contrasts mechanisms such as two-photons fluorescence, second harmonic generation, or stimulated Raman effect (CARS or SRS) has been designed and developped during this PhD, and I present the experimental work in two main research topics.In a first part, we compare label-free 3D imaging with classic histological imaging using colorimetric labels in human digestive system. We show that multiphotonic technics allow to reconstruct the organization and discern the molecular compounds inside the tissues, in order to get a caratérization of the cancerous tumors developpement.The second part is related to the application of our multimodal setup to the quantitative study of real active molecular compounds real time penetration into in vivo human skin. We show that multiphotonic microscopy make possible to mesure active molecules in depth 3D concentration in the skin in order to understand transcutaneous diffusion mechanisms in cosmetic and pharmacological applications.

Thèse doctorat : Matériaux : Villeurbanne, INSA : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 179-188.

Reproduction de : Thèse doctorat : Biologie : Lyon 1 : 2004. / Titre provenant de l'écran titre. 792 Réf. bibliogr.

Le syndrome de détresse respiratoire aigue (SDRA) est une maladie très grave du poumon. Malgré les nombreuses études entreprises au cours des ans, le taux de mortalité est encore élevé et aux alentours de 35% à 40%. Comme il n'existe aucun traitement spécifique, le praticien doit s'appuyer sur des outils d'évaluations fiables, qui vont lui permettre d'évaluer la réparation (ou la dégradation) du poumon et se contenter d'un traitement de support. Les outils d'imagerie dont dispose le praticien sont nombreux et variés (biopsie, tomographie, résonance magnétique,...). Ces modalités fournissent certes une image globale de la structure du poumon, et permettent de détecter facilement de nombreuses pathologies. Cependant, malgré les dernières avancées en matière de résolution et de qualité d'image, les systèmes d'imageries utilisés actuellement ne donnent pas d'information au niveau cellulaire. Or, c'est à ce niveau que l'on peut vraiment voir les mécanismes d'évolution de cette maladie. Il serait donc intéressant de trouver un moyen de visualiser le poumon à l'échelle cellulaire, sans pour autant être trop invasif, comme l'est la biopsie pulmonaire. La microscopie in vivo peut être une solution à ce problème. A l'aide d'une sonde, placée directement sur le poumon, le praticien pourra évaluer l'état du poumon de son patient en temps réel. C'est ici le but de l'étude, qui a été réalisée sur des rats. Après injection de marqueurs spécifiques (reconnaissance de certaines cellules par exemple), il devient possible d'évaluer l'état du poumon, par des considérations structurelles, cellulaires, et fonctionnelles notamment. Outre l'étape où il a fallu choisir les bons produits de marquage selon ce qu'il était visé de visualiser, il a été nécessaire de développer des outils de stabilisation de la sonde. En effet, les mouvements du coeur et des poumons, apportent sur les images un flou cinétique qui corrompt les résultats, ce qui peut amener une erreur de diagnostic. Il a donc été nécessaire de supprimer ce flou en développant notamment un système de succion pour maintenir un contact entre la sonde et le poumon.

Le développement des méthodes de simulations numériques a permis de modéliser des systèmes physiques de plus en plus complexes et de les étudier à des échelles de taille et de temps importantes en appliquant une démarche multi-échelle.Ainsi, dans le cadre de cette thèse, un premier travail a regardé l’étude de l’auto-organisation de trois types de molécules organiques aromatiques sur une surface semi-conductrice à l’aide de différents outils numériques. Dynamique moléculaire empirique, métadynamique, et simulations de type Monte-Carlo ont été judicieusement combinées pour permettre l’étude multi-échelle de ces systèmes permettant ainsi d’explorer l’importance des interactions non-covalentes inter- moléculaires et molécule-surface, dans la structure et stabilité des réseaux 2 dimensions. A noter que, pour l‘une d’entre elles un comportement cinétique a également pu être mis en évidence, pouvant conduire à la coexistence de phases de symétries différentes sur la surface. Dans tous les cas, la comparaison avec les résultats expérimentaux est excellente.Dans une deuxième partie de ces travaux, l’étude du comportement de couches denses de molécules chimisorbées à l’interface entre des nanoparticules d’Au auto-assemblées sur surface a été abordée. Deux types de molécules ont été étudiés. Pour la première, un comportement différent de la jonction moléculaire, suivant la configuration des molécules (cis ou trans), a pu être mis en évidence, permettant de proposer des explications microscopiques pour la réponse électronique des jonctions entre nanoparticules auto-assemblées, utilisées dans des dispositifs d’électronique moléculaire. Pour la seconde molécule, nous avons pu étudier le comportement des couches moléculaires à l’interface entre couches de nano-particules, quand celles-ci sont soumises à une contrainte mécanique de type compression. Un module de Young efficace pour ces couches moléculaires a pu être estimé. / The development of computer simulation methods allows to model physical systems of ever growing complexity, and to study their behavior over unprecedentedly large scales of time and length, by applying a multi-scale strategy.In the framework of this thesis, we firstly studied the self-organization of three dif- ferent kinds of organic aromatic molecules (THBB, TBBB, TCNBB) on a boron-doped semi-conductor surface, (Si:B(111)), by means of different numerical simulation methods. Empirical molecular dynamics, metadynamics and Monte Carlo simulations were adequa- tely combined, in order to explore the multi-scale behavior of such systems, allowing to elucidate the role of weak intermolecular and molecule-surface interactions, in the struc- ture and stability of the resulting bi-dimensional supramolecular lattices. In particular, for the TCNBB molecule a kinetic pathway has been demonstrated, which may lead to the coexistence of phases with different symmetry on the surface. In all cases, an excellent agreement with experiments was demonstrated.In a second part of this thesis, we studied the behavior of dense layers of molecules chemisorbed at the surface of nanometer-sized Au particles, in driving their self-assembly. Two kind of molecules, AzBT and MUDA, were studied. For the first one, the response of the junctions formed between the adjoining Au nanoparticles has been shown to de- pend on the conformation of the molecules, in their cis or trans form. This allowed to propose microscopic explanations for the experimentally observed electronic behavior of the junctions. For the second molecule, we studied the mechanical response of the self- assembled Au nanoparticle layers subject to a compressive load, leading to an estimate of the effective Young’s modulus of the nanostructure.

Akademisk avhandling--analytical and marine chemistry--Göteborg university, 2002. / Bibliogr. p. 48-54.

Thèse de doctorat : Sciences des matériaux : Lille 1 : 2001. / N° d'ordre (Lille) : 2974. Résumé en français et en anglais. Bibliogr. f. 238-247.

Thèse doctorat : Génie des Matériaux : Villeurbanne, INSA : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. [193]-202.

Thèse de doctorat : Génie des matériaux : Villeurbanne, INSA : 2002. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p.179-187.

Reproduction de : Thèse de doctorat : microélectronique : Grenoble, INPG : 1988. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 231-233.