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.
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: |
Thèse
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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