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Microscopie à génération de seconde harmonique appliquée à l'imagerie de l'ostéo-arthrite.

Houle, Marie-Andrée (2013). Microscopie à génération de seconde harmonique appliquée à l'imagerie de l'ostéo-arthrite. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'énergie et des matériaux, 96 p.

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Résumé

La microscopie à Génération de Seconde Harmonique (GSH) est une technique d'imagerie qui permet, à l'aide d'un faisceau laser à impulsion, de produire un signal dont la fréquence est le double de la fréquence du faisceau laser. Ce type de microscopie est utilisé principalement en biologie pour étudier les tissus riches en collagène de type I, II et III. Ceci est possible grâce à la structure non centrosymétrique des fibrilles de collagène. Le collagène est présent partout dans le corps et peut être classifié en plusieurs types. Le collagène de type l est celui qui est présent en plus grande quantité dans le corps et se retrouve dans les tissus connectifs. Le collagène de type II est présent presque exclusivement dans le cartilage et forme la majeure proportion du poids sec de la matrice extracellulaire de ce dernier. L'ostéo-arthrite est une des maladies qui affecte le cartilage articulaire et mène ultimement à la dégradation du tissu. Une des étapes à ce processus de dégradation est la modification de l'arrangement ultrastructural de collagène et, éventuellement, à la dégradation des fibrilles de collagène. Dans ce mémoire, le collagène de type II fut imagé à l'aide de la microscopie GSH. Des échantillons de genoux en santé et malades furent utilisés pour notre analyse. La structure de collagène fut étudiée de deux manières. Premièrement, la surface du cartilage fut analysée grâce à des échantillons épais de la surface du cartilage provenant de genoux de bovins. Nous avons ainsi constaté que la modification du maillage de collagène se produit tout d'abord à la surface du cartilage pour se propager vers l'intérieur de l'articulation. Ensuite, nous avons découvert que des concentrations de contrainte sur la surface du cartilage créent un alignement dans les fibrilles qui constitue le maillage de collagène, ce qui favorise la formation de regroupements de fibrilles allant jusqu'à quelques dizaines de microns, affaiblissant l'arrangement ultrastructural de collagène. Des échantillons minces de sections transversales de tissus ont également été analysés. On retrouvait, parmi ceux-ci, des échantillons de genoux atteints d'ostéo-arthrite ainsi que des échantillons de genoux en santé. Dans les échantillons de genoux atteints d'ostéo-arthrite, on observe des régions endommagées d'environ 500 µm² où le signal de seconde harmonique est plus élevé qu'ailleurs dans le tissu. Nous montrons que ceci est causé par la formation de regroupements de fibrilles dans ces régions. Bref, la microscopie GSH semble être une technique d'imagerie prometteuse pour le diagnostique précoce de l'ostéo-arthrite. Avec la miniaturisation des endoscopes utilisant des fibres optiques, la combinaison de ceux-ci avec la microscopie GSH permettrait son utilisation in vivo en causant très peu de dommages aux patients.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Légaré, François
Mots-clés libres: histologie; ostéo-arthrite; optique non-linéaire; microscopie à Génération de Seconde Harmonique; GSH; collagène; cartilage; imagerie médicale
Centre: Centre Énergie Matériaux Télécommunications
Date de dépôt: 09 juill. 2014 20:57
Dernière modification: 20 nov. 2015 16:45
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2145

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