{"id":{"repo_id":"sherbrooke","oai_identifier":"oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/21198"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/sherbrooke/oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/21198","repository":{"repo_id":"sherbrooke","name":"Université de Sherbrooke","base_url":"https://usherbrooke.scholaris.ca/server/oai/request"},"display":{"title":"Contribution to the development of Love wave Sensors for cell monolayers mechanical properties assessment","abstract":"Les monocouches cellulaires sont l’un des principaux outils de recherche et de développement dans les domaines de la biotechnologie et de la médecine. Il a été observé que les modifications des propriétés mécaniques des cellules, telles que les changements de rigidité et de viscosité, peuvent refléter différents états des cellules. La microscopie à force atomique est une des techniques les plus utilisées pour tester les propriétés mécaniques des cellules. Toutefois, cette technique permet de sonder des régions très focalisées de cellules à la fois. Pour surmonter cette limitation, il est nécessaire de développer de nouvelles techniques qui permettent d’évaluer globalement des régions de monocouches cellulaires au lieu de régions focalisées. Les capteurs à ondes acoustiques de surface présentent des caractéristiques potentielles pour le monitorage des propriétés mécaniques des monocouches cellulaires, car ils peuvent transduire les changements mécaniques dans leur environnement directement et en temps réel ; ils sont compacts et compatibles avec les applications biologiques. Ce travail de doctorat explore l’utilisation de capteurs d’ondes acoustiques de surface Love qui sont conçus pour fonctionner avec des monocouches de cellules. Ce travail a aussi pour but de résoudre des problèmes inverses afin d’estimer les changements dans les propriétés mécaniques des matériaux déposés sur le capteur. Les résultats ont montré qu’il est possible de concevoir et de fabriquer des capteurs à ondes Love avec une profondeur de pénétration suffisamment élevée pour travailler avec des structures qui présentent un intérêt particulier dans les monocouches cellulaires (telles que le cytosquelette). La sensibilité des capteurs a été jugée suffisamment élevée pour détecter des changements de viscosité entre des valeurs de 0,9 cP et de 3 cP. La détermination des propriétés des matériaux à l’aide de capteurs à ondes Love et de problèmes inverses peut être utilisée pour des applications telles que les films minces en polymère. Par contre, pour l’estimation des propriétés mécaniques des monocouches cellulaires, il a été identifié le besoin d’ajouter plus d’informations au problème ou d’explorer différentes techniques pour effectuer les estimations dans les monocouches cellulaires. Les capteurs à ondes Love, contrairement à d’autres dispositifs optiques et capteurs d’impédance électrique, permettent de mesurer directement les changements mécaniques se produisant à la surface du capteur. Le rôle des capteurs à ondes Love peut donc être avantageux dans le développement de dispositifs de mesure et de monitorage des changements mécaniques dans les monocouches cellulaires.","abstract_html":"Les monocouches cellulaires sont l’un des principaux outils de recherche et de développement dans les domaines de la biotechnologie et de la médecine. Il a été observé que les modifications des propriétés mécaniques des cellules, telles que les changements de rigidité et de viscosité, peuvent refléter différents états des cellules. La microscopie à force atomique est une des techniques les plus utilisées pour tester les propriétés mécaniques des cellules. Toutefois, cette technique permet de sonder des régions très focalisées de cellules à la fois. 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It has been found that alterations in the mechanical properties of cells, such as changes in stiffness and viscosity, can reflect different states of the cells, such as the case of cells that are infected by malaria, or the case of some cancer cells. Atomic force microscopy is one of the most commonly used techniques for testing mechan- ical properties in cells. However, this technique probes very focused regions of cells at a time. To overcome this limitation, it is needed to develop new techniques that allow the evaluation of regions of cell monolayers as a whole instead of focused regions. Surface acoustic wave sensors have potential features for monitoring mechanical properties in cell monolayers because they can transduce mechanical changes in their environment directly and in real time; are compact, and are compatible with biological applications. This Ph.D. work explores the use of Love surface acoustic wave sensors designed to work with cell monolayers. It also aims to solve inverse problems to estimate the changes in the mechanical properties of materials deposited on the sensor. The results showed that it is possible to design and fabricate Love wave sensors with high enough penetration depth to work with structures of interest in cell monolayers (such as its cytoskeleton). We also found that the sensors sensitivity can be high enough to detect viscosity changes between vsicosity ranges of 0.9 cP and 3 cP. The determination of material properties with Love wave sensors and inverse problems is suitable for applications such as polymer thin films. However, for the estimation of mechanical properties of the cell monolayers, it was identified the need to add more information to the problem or to explore different techniques to perform the estimations in cell monolayers. Love wave sensors, unlike other optical devices and electrical impedance sensors, provide direct measurements of mechanical changes occurring at the sensor surface, so the role of Love wave sensors can be advantageous in the development of devices for measuring and monitoring mechanical changes in cell monolayers."]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Contribution to the development of Love wave Sensors for cell monolayers mechanical properties assessment"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor.advisor":["Charette, Paul G.","Sarry, Frédéric"],"dc:creator":["Segura Chavez, Pedro Alberto"],"dc:date.accessioned":["2023-11-02T15:48:15Z"],"dc:date.available":["2023-11-02T15:48:15Z"],"dc:date.issued":["2023"],"dc:description.abstract":["Les monocouches cellulaires sont l’un des principaux outils de recherche et de développement dans les domaines de la biotechnologie et de la médecine. 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Ce travail de doctorat explore l’utilisation de capteurs d’ondes acoustiques de surface Love qui sont conçus pour fonctionner avec des monocouches de cellules. Ce travail a aussi pour but de résoudre des problèmes inverses afin d’estimer les changements dans les propriétés mécaniques des matériaux déposés sur le capteur. Les résultats ont montré qu’il est possible de concevoir et de fabriquer des capteurs à ondes Love avec une profondeur de pénétration suffisamment élevée pour travailler avec des structures qui présentent un intérêt particulier dans les monocouches cellulaires (telles que le cytosquelette). La sensibilité des capteurs a été jugée suffisamment élevée pour détecter des changements de viscosité entre des valeurs de 0,9 cP et de 3 cP. La détermination des propriétés des matériaux à l’aide de capteurs à ondes Love et de problèmes inverses peut être utilisée pour des applications telles que les films minces en polymère. Par contre, pour l’estimation des propriétés mécaniques des monocouches cellulaires, il a été identifié le besoin d’ajouter plus d’informations au problème ou d’explorer différentes techniques pour effectuer les estimations dans les monocouches cellulaires. Les capteurs à ondes Love, contrairement à d’autres dispositifs optiques et capteurs d’impédance électrique, permettent de mesurer directement les changements mécaniques se produisant à la surface du capteur. Le rôle des capteurs à ondes Love peut donc être avantageux dans le développement de dispositifs de mesure et de monitorage des changements mécaniques dans les monocouches cellulaires.","Cell monolayers are one of the main tools in research and development in biotechnology and medicine. 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