La microfluidique, un outil polyvalent en santé

La microfluidique est définie comme la manipulation de petits volumes de fluides (10^–9 à 10^–18 L) dans des canaux de dimensions micrométriques (< 100 μm). Ce changement d’échelle entraîne des modifications de paradigme sur les propriétés des liquides, mais aussi la possibilité de miniaturiser des procédés de fabrication, de caractérisation, d’étude et de manipulation qui occupent habituellement un espace de laboratoire conséquent.

Ces adaptations ont fait l’objet de nombreuses études initiées dans les années 1970 : procédé de séparation en chromatographie gazeuse, miniaturisation de procédé d’électrophorèse, applications qui se diversifient aujourd’hui et répondent notamment aux enjeux du milieu pharmaceutique. Que ce soit la synthèse en flux continu, le criblage d’actifs, le contrôle qualité de produits, la formulation de médicaments innovants, ou la conception d’organes-sur-puce, la microfluidique permet d’aborder ces thématiques avec des nouvelles contraintes, mais aussi des perspectives intéressantes ; diminution des volumes et des réactifs, sûreté des procédés, contrôle des dimensions, diminution des coûts… sont autant d’avantages investigués à travers cette fiche.

Commercialiser un nouveau médicament est un processus long (entre 10 et 20 ans) et complexe. Il faut dans un premier temps identifier et produire une molécule active (phase de découverte), puis dans un second temps (phase de développement : synthèse, formulation, évaluation) la transformer en un produit susceptible d’être approuvé par les autorités de santé, qui pourra ensuite être commercialisé (phase de commercialisation). Dans cette optique, les avantages de la microfluidique dans les étapes d’identifications d’une cible thérapeutique avec des enzymes ou des cellules, la synthèse de principe actifs, la formulation galénique, l’administration de médicaments, et également les aspects diagnostiques via des Points-of-care (tests au plus près du patient) sont mis en avant. Les différentes puces utilisées (flux continu, flux discontinu en gouttes ou puits, capillarité, et microaiguilles), ainsi que le niveau de maturité de ces microtechnologies pour chacune des étapes sont discutés. Les verrous et les limites, telles que la difficulté de miniaturiser les systèmes de transport de liquide et les systèmes de détection, le contrôle qualité, et l’augmentation de la production sont analysés.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des sigles utilisés.