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1 - DESCRIPTION GÉNÉRALE DES BIOCAPTEURS

2 - BIOCAPTEURS IMPLANTABLES : CRITÈRES ET TYPES

3 - BIOCAPTEURS IMPLANTABLES À GLUCOSE

4 - BIOCAPTEURS IMPLANTABLES EN NEUROSCIENCES

Article de référence | Réf : RE108 v1

Biocapteurs implantables : critères et types
Biocapteurs implantables

Auteur(s) : Stéphane MARINESCO, Pierre PERNOT

Date de publication : 10 déc. 2008

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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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ABSTRACT

Biosensors implantable in vivo

As medical diagnosis increasingly uses the analysis of biochemical markers and constants in patients, it is becoming important to have the ability to follow the concentration of a molecule at a given point of the body in real-time; this is the main function of biosensors implantable in vivo. The implantable glucose biosensors thus improve the quality of life for suffers of diabetes by enabling them to continuously monitor their glycemia. In the domain of neurosciences, the implantable biosensors allow for a better understanding of chemical communication in the brain.

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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re108


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2. Biocapteurs implantables : critères et types

2.1 Critères d’implantabilité

Parmi les différents types de biocapteurs, seule une minorité remplit les conditions requises pour être utilisée in vivo, dans du tissu humain ou animal. Un biocapteur implantable in vivo doit en effet remplir un certain nombre de critères, qui visent à garantir le bon fonctionnement du capteur in situ, mais également à respecter les normes de sécurité et de biocompatibilité qu’impose une application sur le vivant.

  • Le capteur doit tout d’abord fonctionner dans le tissu vivant. Il ne doit donc pas être inhibé par une substance endogène, ou nécessiter un cofacteur qui ne se trouve pas naturellement in vivo. Il doit être suffisamment stable pour résister à la pénétration dans le tissu vivant ainsi qu’aux agressions du tissu hôte pendant la durée de l’implantation (qui peut aller de quelques minutes à plusieurs mois), sans qu’il soit besoin de le recalibrer.

  • Les mesures doivent pouvoir être renouvelées et effectuées en continu sans qu'il soit nécessaire de régénérer la partie biologique sensible à chaque mesure. Ceci élimine a priori l'utilisation des capteurs basés sur une interaction antigène-anticorps, ainsi que de ceux exploitant une hybridation entre deux fragments d'acides nucléiques, car ce type de liaison chimique est en général irréversible.

  • La technique doit être le moins invasive possible. La taille, la forme, et la procédure d'implantation du capteur doivent donc provoquer le minimum de dégâts au tissu environnant et être tolérées sans douleur par le patient ou l'animal.

  • La mesure ne doit pas être toxique pour le tissu d'implantation : les matériaux composant le biocapteur doivent être biocompatibles et la méthode de mesure ne doit pas produire d'éléments toxiques.

  • Le capteur doit pouvoir être stérilisé, afin d'éliminer les germes et de minimiser les risques d'infection.

Peu de méthodes répondent de manière satisfaisante à ce cahier des charges restrictif. Parmi les éléments biologiques susceptibles d'être sélectionnés pour la reconnaissance de molécules d'intérêt, seules les enzymes sont effectivement utilisées dans des biocapteurs implantables in vivo. Leur spécificité...

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