Puce microfluidique pour croissance cellulaire

Domaine technique

La présente invention appartient au domaine des puces microfluidiques et, en particulier, au domaine des organes sur puces et cancers sur puces (OCSP).

Ce type de puce OSCP permet de reconstituer des tissues et/ou des organes. Il s'agit d'un outil permettant la modélisation in vitro d'organes humains et de pathologies humaines, en particulier de cellules cancéreuses.

Ces puces sont conçues pour imiter et reproduire les conditions et milieux in vivo, tels que les différents signaux cellulaires et extracellulaires, par exemple moléculaires, structurels et physiques, pour un système ou organe donné.

Etat de la technique antérieure

On connaît dans l'état de la technique, les modèles de culture ou croissance cellulaire classiques, en deux dimensions. Des efforts sont réalisés pour trouver des alternatives à ces modèles qui sont peu représentatifs de la complexité des tissus et organes humains.

Il existe dans l'état de la technique des dispositifs OCSP. Toutefois, leur usage à grande échelle est encore restreint compte tenu du manque de dispositifs standardisés et de l'absence de solutions commerciales viables et peu coûteuses.

La présente invention vise à pallier, au moins en partie, les inconvénients des dispositifs de l'état de l'art.

Un but de l'invention est, en outre, de proposer une puce microfluidique :

- plus simple à fabriquer, et/ou

- plus simple à manipuler, et/ou

- avec de faibles coûts de production, et/ou

- permettant de parallél iser les essais sur une même puce, et/ou

- permettant de simuler un grand nombre de cellules ou tumeurs sur une même puce, et/ou

- de modéliser in vitro, de manière fidèle, des organes humains et/ou des pathologies, et/ou

- permettant de reproduire ou imiter :

• les conditions rencontrées dans le corps et/ou dans un organisme et/ou dans un milieu biologique, et/ou

• les conditions de circulation du fluide dans les capillaires sanguins, et/ou

• l'environnement des cellules dans le corps et/ou dans un organisme et/ou dans un milieu biologique.

Présentation de l'invention

A cet effet, il est proposé une puce microfluidique pour la croissance de cellules. La puce microfluidique selon l'invention comprend :

- un réservoir apte à contenir une solution,

- au moins deux chambres distinctes aptes à être alimentées en solution provenant du réservoir et aptes à recevoir une ou plusieurs cellules, de préférence assemblées en 2D ou 3D sphéroïde ou organoides,

- au moins deux canaux afférents distincts, de préférence une série de canaux afférents distincts, reliant chacun une sortie du réservoir, parmi au moins deux sorties distinctes du réservoir, à une chambre parmi les au moins deux chambres distinctes,

- au moins deux canaux efférents distincts reliant chacun une chambre parmi les au moins deux chambres distinctes à une évacuation, ladite évacuation étant apte à permettre l'évacuation de solution depuis chacune des au moins deux chambres.

De préférence, la puce microfluidique selon l'invention est apte à et/ou agencée pour permettre la croissance de cellules et/ou d'organes.

De préférence, dans la présente demande, il est entendu par « au moins deux », deux ou plus.

De préférence, dans la présente demande, il est entendu par entrées de la chambre, sorties de la chambre, canaux afférents ou canaux efférents « distincts », des entrées, sorties ou canaux indépendants, individuels ou différents.

De préférence, les au moins deux canaux afférents distincts sont situés en amont des au moins deux chambres par rapport à un sens selon lequel la solution est destinée à s'écouler ou circuler dans la puce microfluidique.

De préférence, les au moins deux canaux efférents distincts sont situés en aval des au moins deux chambres par rapport à un sens selon lequel la solution est destinée à s'écouler ou circuler dans la puce microfluidique.

De préférence, les au moins deux sorties du réservoir sont, de préférence chacune, disposées en des zones distinctes du réservoir. De préférence, les au moins deux canaux afférents distincts sont chacun connecté ou relié à une zone distincte du réservoir.

De préférence, les au moins deux canaux efférents distincts sont chacun connecté ou relié à une zone distincte du réservoir.

Selon l'invention, de préférence, un seul ou un unique réservoir permet d'alimenter plusieurs chambres avec des solutions différentes ou distinctes. De préférence encore, un seul ou un unique réservoir permet d'alimenter chacune des chambres avec des solutions différentes ou distinctes. Cela permet, entre autres, de parai lél iser les essais et tests. Cela permet, entre autres, d'obtenir des modèles plus fiables. Cela permet, entre autres, de tester au moins deux concentrations de médicaments sur une même puce. Cela permet, entre autres, de tester directement la cytotoxicité de médicaments sous forme de molécules ou de matériaux tels que, par exemple, des liposomes, des nanoparticules inorganiques, des nanoparticules orga- niques/inorganiques, des médicaments formulés à l'intérieur d'une structure liposomale.

Dans la présente demande, il peut être entendu par solutions différentes ou distinctes des solutions de composition ou de nature différentes. Une solution alimentant une des chambres peut comprendre un ou des solutés et au moins une partie dudit ou desdits solutés sont différents d'au moins une partie du ou des solutés d'au moins une autre des solutions alimentant une autre des chambres. Une solution alimentant une des chambres peut comprendre un ou des solutés et au moins une partie dudit ou desdits solutés sont en concentration différente d'au moins une partie du ou des solutés d'au moins une autre des solutions alimentant une autre des chambres. De préférence, le ou les solutés d'une solution alimentant une des chambres peuvent être identiques au ou aux solutés d'une, de plusieurs ou de chacune des solutions alimentant la ou les autres chambres.

Dans la présente demande, il peut être entendu par solutions différentes ou distinctes alimentant les chambres des solutions de composition identique. De préférence encore, une solution alimentant une des chambres :

- présente une composition identique à au moins une autre des solutions alimentant une autre des chambres,

- comprend un ou des solutés en concentrations différentes des solutés de ladite au moins une autre des solutions.

Dans la présente demande, une, plusieurs ou chacune des solutions distinctes ou différentes alimentant les chambres peuvent : - être de composition identique, et

- comprendre un ou des solutés en concentrations différentes.

De préférence, la puce microfluidique selon l'invention est destinée à être utilisée dans le domaine des organes sur puces et/ou cancers sur puces (OCSP).

Il est entendu par organoïde une structure multicellulaire tridimensionnelle qui reproduit in vitro la micro-anatomie d'un organe

De préférence, au moins une partie de chacun des au moins deux canaux afférents forme une sinusoïde ou un serpentin.

De préférence, la totalité des aux moins deux canaux afférents forme une sinusoïde.

De préférence, au moins une partie, de préférence encore la totalité, de chacun des au moins deux canaux afférents forme un serpentin.

Les serpentins ont, de préférence, pour effet de mimer ou reproduire ou imiter la circulation du fluide dans les capillaires sanguins. Cela permet, entre autres, de reproduire les phénomènes observés dans les capillaires sanguins tel que, à titre d'exemple non limitant, le phénomène d'opsonisation. Le phénomène d'opsonisation peut être définie comme la formation d'une couronne de protéines. Cela permet, entre autres, d'augmenter la longueur du parcours de la solution dans les canaux afférents. Cela permet, entre autres, d'augmenter la longueur du parcours de la solution dans les canaux afférents en limitant l'augmentation de taille associé et/ou l'encombrement de la puce microfluidique

De préférence, la partie sinusoïdale ou le serpentin d'un, de plusieurs ou de chacun des au moins deux canaux afférents comprend au moins trois périodes.

Il peut être entendu par « partie sinusoïdale comprenant au moins trois périodes » un serpentin comprenant au moins six coudes.

De préférence, un canal afférent ayant une partie sinusoïdale comprenant au moins trois périodes présente une longueur suffisante pour obtenir une homogénéisation satisfaisante de la solution circulant dans ledit canal afférent.

Le réservoir peut comprendre au moins deux entrées distinctes aptes à permettre l'alimentation du réservoir en solution.

De préférence, les au moins deux entrées sont, de préférence chacune, disposées en des zones distinctes du réservoir. Les entrées du réservoir sont aptes à permettre l'alimentation en solution du réservoir.

De préférence, le réservoir est apte à être alimenté en solution.

De préférence, il est entendu par solution distinctes ou différentes des solutions de même composition mais de concentrations différentes.

De préférence, le réservoir est apte à être alimenté avec plusieurs solutions liquides.

De préférence, le réservoir est apte à laisser transiter en son sein plusieurs solutions liquides.

De préférence, le réservoir est apte à être alimenté en solution.

De préférence, le réservoir est apte être alimenté par plusieurs solutions identiques ou différentes.

De préférence, les au moins deux entrées du réservoir sont comprises dans une partie du réservoir en vis-à-vis d'une partie du réservoir sur laquelle sont comprises les au moins deux sorties du réservoir.

De préférence, les au moins deux entrées du réservoir sont situées ou disposées sur ou le long d'une partie du réservoir.

De préférence, les au moins deux entrées du réservoir sont comprises dans une partie d'une paroi du réservoir.

De préférence, les au moins deux entrées du réservoir sont comprises dans une partie du réservoir en vis-à-vis d'une partie d'une partie d'une paroi du réservoir sur laquelle sont comprises les au moins deux sorties du réservoir.

De préférence, les au moins deux sorties du réservoir sont situées ou disposées sur ou le long d'une partie du réservoir.

De préférence, les au moins deux sorties du réservoir sont comprises dans une partie d'une paroi du réservoir.

Les au moins deux entrées, de préférence chacune des au moins deux entrées, et les au moins deux sorties, de préférence chacune des au moins deux sorties, peuvent être comprises dans un même plan, dit plan axial.

De préférence, le plan axial est sécant de chacune des entrées et de chacune des sorties du réservoir. De préférence, le réservoir s'étend principalement selon un axe, dit axe de dilution, qui s'étend principalement perpendiculairement à la direction principale selon laquelle est destinée à circuler la solution dans la puce depuis le réservoir vers l'évacuation.

De préférence, le réservoir est de forme oblongue.

De préférence, une longueur du réservoir s'étend selon l'axe de dilution.

La longueur du réservoir et/ou l'axe de dilution peut être courbe.

De préférence, la longueur du réservoir et/ou l'axe de dilution est rectiligne.

De préférence, l'axe de dilution est compris dans le plan axial.

La direction selon laquelle la solution est destinée à circuler dans le réservoir s'étend depuis une, plusieurs ou chacune des entrées vers une, plusieurs ou chacune des sorties.

De préférence, la direction selon laquelle la solution est destinée à circuler dans la puce est la direction moyenne ou principale selon laquelle la solution circule entre le réservoir vers l'évacuation.

De préférence, les au moins deux entrées sont réparties le long d'un axe parallèle à l'axe de dilution, de préférence de sorte à former une succession ou un enchainement ou une séquence, et les au moins deux sorties sont réparties le long d'un axe parallèle à l'axe de dilution, de préférence de sorte à former une succession ou un enchainement ou une séquence.

De préférence :

- chacune des au moins deux entrées est intersectée par un plan distinct, dit plan d'entrée, chacun des plans d'entrée est perpendiculaire au plan axial et, de préférence à l'axe de dilution, lesdits plans d'entrées forment une succession de plans parallèles entre eux,

- chacune des au moins deux sorties est intersectée par un plan distinct, dit plan de sortie, chacun des plans de sortie est perpendiculaire au plan axial et, de préférence à l'axe de dilution, lesdits plans de sortie forment une succession de plans parallèles entre eux, les au moins deux plans d'entrée et les au moins deux plans de sortie sont parallèles entre eux. De préférence, au moins un plan d'entrée est compris entre deux plans de sortie et/ou au moins un plan de sortie est compris entre deux plans d'entrée.

De préférence, pour une chambre considérée :

- une extrémité du canal afférent à laquelle est reliée la chambre considérée est tangente à la chambre considérée pour, de préférence imiter ou reproduire les contraintes, en particulier les forces de cisaillement, s'exerçant sur les cellules dans l'organisme, et

- une extrémité du canal efférent à laquelle est reliée la chambre considérée est tangente à la chambre considérée pour, de préférence imiter ou reproduire les contraintes, en particulier les forces de cisaillement, s'exerçant sur les cellules dans l'organisme.

De préférence, une, plusieurs ou chacune des chambres comprennent un canal annulaire à la périphérie, ou bordant ou formant un pourtour, de la des ou de chacune des chambres.

Selon l'invention, le canal annulaire bordant le pourtour de la, des ou de chacune des chambres a pour effet, de préférence, d'imiter ou de reproduire les conditions dans l'organisme. De préférence encore, le canal annulaire bordant le pourtour de la, des ou de chacune des chambres a pour effet de répartir la solution autour de la ou des cellules.

De préférence, l'extrémité du canal afférent à laquelle est reliée la chambre considérée et l'extrémité du canal efférent à laquelle est reliée la chambre considérée forment ou constituent, une partie, de préférence au moins une partie, du canal annulaire de la chambre considérée.

Selon l'invention, il est également proposé un procédé de croissance cellulaire sur une puce microfluidique, de préférence mais non exclusivement sur la puce mi- crofluidique selon l'invention, comprenant les étapes consistant à :

- alimenter au moins deux chambres distinctes de la puce microfluidique, chacune des au moins deux chambres distinctes étant alimentée avec une solution distincte, dite solution fille, provenant d'un réservoir de la puce microfluidique,

- convoyer chacune des solutions filles distinctes, depuis une sortie du réservoir, parmi au moins deux sorties distinctes du réservoir, dans un canal afférent distinct, parmi au moins deux canaux afférents distincts de la puce microfluidique étant, de préférence, chacun connecté à une zone distincte du réservoir de la puce microfluidique,

- évacuer les solutions depuis les au moins deux chambres via au moins deux canaux efférents distincts de la puce microfluidique, lesdits au moins deux canaux efférents distincts reliant chacun une chambre, parmi les au moins deux chambres distinctes, à une évacuation.

De préférence, l'étape consistant à alimenter chacune des au moins deux chambres distinctes de la puce microfluidique avec une solution fille distincte peut également être décrite comme une étape consistant à alimenter, en parallèle et/ou simultanément, plusieurs chambres distinctes, de préférence agencées en parallèle, d'une même puce microfluidique avec une solution distincte.

De préférence, la croissance cellulaire s'effectue dans les canaux afférents et/ou dans les au moins deux chambres distinctes.

De préférence, le procédé comprend une étape consistant à alimenter le réservoir avec au moins deux solutions distinctes, dites solutions mères, étant chacune injectée dans le réservoir via une entrée distincte du réservoir parmi au moins deux entrées distinctes du réservoir.

De préférence, le procédé comprend l'étape consistant à mélanger dans le réservoir, de manière contrôlée, deux solutions mères, parmi les au moins deux solutions mères distinctes, de sorte à obtenir un mélange, de préférence un mélange souhaité ou recherché, des deux solutions mères au niveau d'une sortie du réservoir, parmi les au moins deux sorties distinctes du réservoir ; le mélange obtenu constituant une solution fille qui est distincte de l'au moins une autre des au moins deux solutions filles distinctes.

De préférence, le mélange souhaité ou recherché est obtenu en contrôlant une ou des conditions du mélange.

Les conditions du mélange peuvent être :

- une concentration des solutions mères, et/ou

- un débit des solutions mères, et/ou

- une géométrie du réservoir et/ou un volume du réservoir, et/ou

- un agencement, de préférence relativement aux sorties du réservoir, des entrées du réservoir, et/ou

- un agencement, de préférence relativement aux entrées du réservoir, des sorties du réservoir.

De préférence, l'étape consistant à mélanger les deux solutions mères de sorte à obtenir un mélange des deux solutions mères consiste à diluer, dans le réservoir de la puce microfluidique, au moins une des solutions mères pour obtenir au moins une des solutions filles.

De préférence, le procédé comprend une étape consistant à diluer, dans le réservoir de la puce microfluidique, une, de préférence plusieurs, de préférence encore chacune, des solutions mères pour obtenir respectivement une, plusieurs ou chacune des solutions filles.

Au moins une, de préférence encore plusieurs, de préférence encore de chacune, des solutions mères peuvent comprendre un ou des solutés en concentrations différentes du ou des solutés d'au moins une, de préférence de plusieurs, de préférence encore de chacune, des solutions filles.

Une, de préférence plusieurs, de préférence encore chacune, des solutions filles peuvent consister en une dilution d'une des solutions mères.

De préférence, au moins une entrée du réservoir alimente le réservoir avec solution mère différente ou distincte d'au moins une autre solution mère alimentant le réservoir par une ou plusieurs autres des entrées du réservoir.

De préférence, le procédé comprend l'étape consistant à homogénéiser le mélange obtenu dans le canal afférent reliant une des chambres à la sortie au niveau de laquelle le mélange des deux solutions mères est obtenu.

De préférence, le mélange des deux solutions mères est réalisé le long d'une interface comprise dans ou s'étendant selon un plan, dit plan de sortie, qui est :

• perpendiculaire à un plan, dit plan axial, dans lequel sont comprises les au moins deux entrées et les au moins deux sorties du réservoir, de préférence le plan axial est sécant aux entrées et aux sorties du réservoir,

• sécant à la sortie au niveau de laquelle le mélange des deux solutions mères est obtenu.

De préférence, le plan de sortie est compris entre deux plans, dit d'entrée, distincts qui sont : • perpendiculaires au plan axial,

• chacun sécant à une entrée différente parmi les au moins deux entrées du réservoir. De préférence, la puce microfluidique selon l'invention est apte à, de préférence encore est agencée pour, de manière davantage préférée est spécialement conçue pour, mettre en œuvre le procédé selon l'invention.

Toute caractéristique de la puce microfluidique selon l'invention est directement transposable au procédé et inversement.

Description des figures

D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : [Fig. 1] la FIGURE 1 est une représentation schématique d'une coupe longitudinale dans le plan axial d'une puce microfluidique selon un mode de réalisation de l'invention,

[Fig. 2] la FIGURE 2 est une représentation schématique d'une simulation illustrant les étapes de convoi des solutions filles dans les canaux afférents d'une puce microfluidique selon un mode de réalisation et de mélange des solutions mères dans le réservoir de la puce microfluidique selon le mode de réalisation,

[Fig. 3] la FIGURE 3 est une représentation schématique d'une simulation illustrant les étapes de convoi des solutions filles dans les canaux afférents d'une puce microfluidique selon un mode de réalisation et de mélange des solutions mères dans le réservoir de la puce microfluidique selon le mode de réalisation.

Description des modes de réalisation

Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.

En référence aux FIGURES 1 à 3, il est présenté un mode de réalisation d'une puce microfluidique 1, dite puce 1, pour la croissance de cellules selon l'invention. La puce 1 comprend un réservoir 2 apte à contenir une solution. Le réservoir 2 comprend au moins deux entrées 8 aptes à permettre l'alimentation du réservoir 2 en solution. La puce 1 comprend deux entrées 8 distinctes sur la FIGURE 2 et quatre entrées 8 distinctes sur les FIGURES let 3. La solution est, par exemple, un milieu de culture. La puce 1 comprend cinq chambres 3 distinctes aptes à être alimentées en solution provenant du réservoir 2 et aptes à recevoir une ou plusieurs cellules. Les chambres 3 sont de forme cylindrique et présentent un diamètre de 10 mm dans le plan axial 9, c'est-à-dire dans le plan de coupe de la figure 1, selon le mode de réalisation. Les chambres 3 présentent une épaisseur de 1,5 mm. L'épaisseur s'étend perpendiculairement au plan axial 9. L'épaisseur s'étend perpendiculairement à la direction 11 selon laquelle est destinée à circuler la solution dans la puce 1 depuis le réservoir 2 vers l'évacuation 7. La puce 1 comprend cinq canaux afférents 4 distincts. Chacun des canaux afférents 4 relie une sortie 5 du réservoir à une chambre 3. Le nombre de canaux afférents 4 est égal au nombre de chambre 3. La puce 1 comprend cinq canaux efférents 6 distincts. Chaque canal efférent 6 relie une chambre 3 à une évacuation 7. Le plan axial 9 intersecte les entrées 8 et les sorties 5 du réservoir 2. Selon le mode de réalisation, pour chaque entrée 8 et pour chaque sortie 5, un axe de révolution d'un entrée 8 et un axe de révolution d'une sortie 5 est compris dans le plan axial 9. L'évacuation 7 permet de recueillir la solution provenant de chacune des cinq chambres 3. Les canaux afférents 4 et efférents 6 présentent une largeur de 1 mm. La largeur s'étend dans le plan axial 9 et perpendiculairement à la direction

11. Les canaux afférents 4 et efférents 6 présentent une épaisseur de 1,5 mm.

Si le nombre d'entrées 8 est noté n et le nombre de canaux afférents 4 est noté p, le réservoir 2 comprend, de préférence, un nombre d'entrée 8 n qui est inférieur à p et qui, selon le mode de réalisation, est égal à p-1.

Selon le mode de réalisation présenté, la puce microfluidique 1 est constituée de deux couches de poly(diméthylsiloxane) (PDMS) structuré colée entre elles. La structuration des couches de PDMS consiste en des motifs gravés dans le PDMS pour former les différents éléments de la puce 1 parmi lesquels on trouve, entre autres, le réservoir 2, les chambres 3, les canaux afférents 4, les sorties 5, les canaux efférents 6 et l'évacuation 7. A titre d'exemple, les canaux afférents 4 et efférents 6 présentent une épaisseur de 1,5 mm.

Les canaux afférents 4 forment une serpentin ou une sinusoïde comprenant au moins trois périodes, six périodes selon le mode de réalisation. La forme sinusoïdale offre deux effets techniques distincts. Un premier effet de reproduire l'aspect sinueux ou tortueux des capillaires sanguins. Ainsi, les conditions de circulation du fluide dans les capillaires sanguins et, par conséquent, les différents effets susceptibles de se produire in vivo, tels que, par exemple, l'opsonisation ou encore les modifications du flux du fluide circulant dans les capillaires sanguins, sont reproduits. Un autre effet est d'augmenter la longueur du parcours de la solution dans les canaux afférents 4 en limitant l'augmentation de taille associé et/ou l'encombrement de la puce 1. Augmenter la longueur des canaux afférents 4 vise à se rapprocher des conditions in vivo, c'est-à-dire de la distance importante que parcourt le fluide dans les capillaires sanguins.

Le réservoir 2 s'étend principalement selon l'axe de dilution 10 qui s'étend principalement perpendiculairement à la direction 11 selon laquelle est destinée à circuler la solution dans la puce 1 depuis le réservoir 2 vers l'évacuation 7. Les entrées 8 sont réparties le long d'un axe parallèle à l'axe de dilution 10 et les sorties 5 sont réparties le long d'un axe parallèle à l'axe de dilution 10. Selon le mode de réalisation, l'axe de dilution est compris dans le plan axial 9. Dans le plan axial 9 et selon l'axe de dilution 10, le réservoir 2 comprend une succession d'entrées 8 situées d'un côté du réservoir 2. Dans le plan axial 9 et selon l'axe de dilution 10, le réservoir 2 comprend une succession de sorties 5 situées du côté du réservoir 2 qui est opposé au côté comprenant la succession d'entrées 8.

Selon une direction s'étendant selon l'axe de dilution 10, le réservoir 2 comprend une alternance d'entrées 8 et de sortie 5. Selon une direction s'étendant selon l'axe de dilution 10, chaque entrée 2 est comprise entre deux sorties 5 successives. Selon une direction s'étendant selon l'axe de dilution 10, les trois sorties 5 centrales, c'est-à-dire chaque sortie 5 à l'exception des deux sorties 5 d'extrémités de la succession de sorties 5, sont chacune comprises entre deux entrées 8 successives.

Chacune des entrées 8 est intersectée par un plan d'entrée 12 distinct. Chacun des plans d'entrée 121, 122, 123, 124 est perpendiculaire au plan axial 9. En outre, les plans d'entrée 121, 122, 123 et 124 sont perpendiculaires à l'axe de dilution 10. Les plans d'entrées 121, 122, 123, 124 forment une succession de plans parallèles entre eux. Chacune des sorties 5 est intersectée par un plan de sortie 13 distinct. Chacun des plans de sortie 131, 132, 133, 134, 135 est perpendiculaire au plan axial 9. Les plans de sortie 5 forment une succession de plans parallèles entre eux. Les plans d'entrée 121, 122, 123, 124 et les plans de sortie 131, 132, 133, 134, 135 sont donc parallèles entre eux. Chaque plan d'entrée 12 est compris entre deux plans de sortie 13. Chacun des plans de sorties 132, 133, 134, c'est-à-dire chaque plan de sortie 13 à l'exception des deux plans de sortie 131, 135 d'extrémités de la succession de plan de sortie 13, est compris entre deux plans d'entrée 12.

Les caractéristiques du réservoir 2 décrites aux trois paragraphes précédents ont pour effet d'assurer le mélange de deux solutions mères, de préférence distinctes, injectées chacune, dans le réservoir 2, par deux entrées 12 successives. Le mélange des solutions mères est illustré aux figures 2 et 3 et détaillé dans la partie consacrée au procédé selon l'invention détaillée ci-dessous. Le mélange est obtenu au niveau de la sortie 5 située entre les deux entrées 8 successives, selon l'axe de dilution 10, par lesquelles les deux solutions mères, de préférence distinctes, sont injectées dans le réservoir 2. Le mélange est obtenu au niveau du plan de sortie 13 située situé entre les deux plan d'entrées 12 successives comprenant les deux entrées successives 8, selon l'axe de dilution 10, par lesquelles les deux solutions mères, de préférence distinctes, sont injectées dans le réservoir 2.

Selon le mode de réalisation non limitatif présenté sur les figures 1 et 3, chaque plan d'entrée 12 est située à équidistance entre deux plans de sortie 13. En outre, chacun des plans de sorties 132, 133, 134, est situé à équidistance entre deux plans d'entrée 12. Selon le mode de réalisation non limitatif présenté sur la figure 2, Toutefois, en fonction du mélange souhaité, il est possible d'adapter :

- la géométrie du réservoir 2 et/ou le volume du réservoir 2, et/ou

- l'agencement des entrées 8 du réservoir 2 et/ou l'agencement des sorties 5 du réservoir 2, de préférence l'agencement des entrées 8 du réservoir 2 est adapté en relativement à l'agencement des sorties 5 du réservoir 2 ou inversement. En outre, la géométrie du réservoir 2 et/ou le volume du réservoir 2 et/ou l'agencement des entrées 8 et/ou l'agencement des sorties 5 peut être adapté en fonction :

- de la concentration des solutions mères, et/ou

- du débit des solutions mères, et/ou

- du type de cellules à cultiver, et/ou- du nombre et les dimensions des serpentins, et/ou

- de la taille et la forme des chambres de culture.

Afin de reproduire les forces de cisaillement s'exerçant sur les cellules dans l'organisme, la puce 1 est agencée de sorte que, pour une chambre 3 considérée, l'extrémité 14 du canal afférent 4 à laquelle est reliée la chambre 3 considérée est tangente à la chambre 3 considérée. De manière avantageuse, afin de reproduire les forces de cisaillement s'exerçant sur les cellules dans l'organisme, la puce 1 est agencée de sorte que, pour une chambre 3 considérée, l'extrémité 15 du canal efférent 6 à laquelle est reliée la chambre 3 considérée est tangente à la chambre 3 considérée.

Afin de reproduire les conditions dans l'organisme dans lesquelles le fluide alimentant les cellules est réparti autour des cellules, la puce 1 est agencée de sorte que, chaque chambre 3 comprend un canal annulaire 16. Le canal annulaire 16 d'une chambre 3 considérée se situe à la périphérie de la chambre 3 considérée.

Selon le mode de réalisation, l'extrémité 14 du canal afférent 4 à laquelle est reliée une chambre 3 considérée et l'extrémité 15 du canal efférent 6 à laquelle est reliée la chambre 3 considérée forment une partie du canal annulaire 16 de la chambre 3 considérée. En référence aux FIGURES 1 à 3, il est présenté un mode de réalisation d'un procédé de croissance cellulaire sur une puce microfluidique 1. Le procédé comprend l'étape consistant à alimenter au moins deux chambres 3 distinctes de la puce 1 avec une solution, dite solution fille, distincte. Les solutions filles proviennent du réservoir 2 de la puce 1. Le procédé comprend l'étape consistant à convoyer dans un canal afférent 4 distinct chacune des solutions filles depuis une des sorties 5 du réservoir 2 de la puce 1. Le procédé comprend l'étape consistant à évacuer les solutions depuis les chambres 3 vers l'évacuation 7. Chacune des solutions est évacuée via un canal efférents 6 distinct de la puce 1. Le procédé comprend l'étape consistant à alimenter le réservoir 2 avec des solutions distinctes, dites solutions mères. Chacune des solutions mères est injectée dans le réservoir 2 via une entrée 8 distincte du réservoir 2.

Les cellules en croissance dans la puce 1 sont par exemple des cellules cancéreuses. Les cellules peuvent être mises en croissances sur la surface du PDMS après sa fonctionnalisation par une macromolécule biologique (polysaccharide, proteine). Les cellules en croissance dans la puce 1 sont par exemple fabriquées par bio-impression. La bio-impression consiste à utiliser un mélange de matériaux biocompatibles et de cellules via des bio-imprimantes pour créer des structures cellulaires 3D à partir de schémas conçus sur ordinateur. Les cellules en croissance dans la puce 1 forme une tumeur lorsqu'elles sont assemblées en 3 dimensions. De préférence, la tumeur est de forme cylindrique et est située au centre des chambres 3. Une telle configuration permettra de maintenir, tout autour de la tumeur, un espace annulaire égal ou supérieur à 1 mm dans lequel circulera la solution. Selon le mode de réalisation, la solution est un milieu nutritif auquel il est possible d'ajouter un médicament anticancer pour tester l'efficacité du système en tant que modèle préclinique. L'épaisseur de la partie biologique sera de 1.5 mm.

En référence aux figures 2 et 3, le procédé comprend l'étape consistant à mélanger dans le réservoir 2, de manière contrôlée, deux solutions mères de sorte à obtenir un mélange des deux solutions mères au niveau d'une sortie 5 du réservoir 2. Le mélange obtenu constitue une solution fille qui est distincte d'au moins une autre des solutions filles.

Le mélange des deux solutions mères est réalisé le long de l'interface 1321, 1322, 1323 comprise dans le plan de sortie 13. Les interfaces 1321, 1322, 1323 sont comprises ou confondues dans les plans de sorties 132, 133, 134, c'est-à-dire dans chaque plan de sortie 13 à l'exception des deux plans de sortie 131, 135 d'extrémités de la succession de plan de sortie 13.

En référence à la figure 2, il est présenté une simulation illustrant le mélange de deux solutions mères distinctes, contenant chacune un soluté en concentration différente, au niveau de l'interface 1321. La puce 1 dans laquelle est mise en œuvre le procédé comprend deux entrées 8 et trois sorties 5. Les paramètres utilisés pour la simulation sont : un solvant de masse volumique de 1000 kg/m ³ et dont la viscosité est de 10’ ³ Pa.s , le soluté possède une diffusivité dans le solvant de 10’ ⁸ m ² /s. Les débits des solutions mères injectées aux entrées 8 sont tels que la vitesse du liquide dans les canaux afférents 4 soit égale à 0,5 mm/s. La solution mère injectée au niveau de l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 121 présente une concentration massique en soluté de 1.10’ ¹ pg/ml et la solution mère injectée par l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 122 présente une concentration massique de 0 pg/ml. Il est observé qu'un gradient de concentration en soluté s'établit au niveau de l'interface 1321. Le gradient de concentration s'établit selon l'axe de dilution 10. La solution fille obtenue au niveau de la sortie 5 intersectée par le plan de sortie 132 présente une concentration de 5.10’ ² pg/ml. La sortie 5 intersectée par le plan de sortie 132 est comprise, selon l'axe de dilution 10, entre l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 121 et l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 122.

On remarque également que les concentrations respectives en soluté aux deux sorties 5 d'extrémités sont identiques aux concentrations respectives deux solutions mères injectées aux entrées 8 d'extrémités. Autrement dit, la concertation à la sortie 5 d'extrémité intersectée par le plan de sortie 131 est de 1.10’ ¹ pg/ml et elle est égale à la concentration de la solution mère injectée dans le réservoir 2 par l'entrée 8 d'extrémité intersectée par le plan d'entrée 121. De même, la concentration au niveau de la sortie 5 d'extrémité intersectée par le plan de sortie 133 est de 0 pg/ml et elle est égale à la concentration de la solution mère injectée dans le réservoir 2 par l'entrée 8 d'extrémité intersectée par le plan d'entrée 122.

L'étape consistant à mélanger les deux solutions mères de sorte à obtenir un mélange des deux solutions mères peut consister en une étape consistant à mélanger, dans le réservoir 2, deux types de particules en suspension contenus chacun dans une des solutions mères distinctes. Par exemple, la solution mère peut être, de l'eau, un milieu physiologique, du plasma enrichi en protéines, un milieu de culture ou du sang. Par exemple, les deux types de particules peuvent être de nature et/ou de taille distinctes. De préférence, le mélange souhaité est obtenu en contrôlant une ou des conditions du mélange détaillées ci-dessus.

En référence à la figure 3, il est présenté une simulation illustrant le mélange de quatre solutions mères au niveau de l'interface 1321. La puce 1 dans laquelle est mise en œuvre le procédé correspond à la puce 1 présenté sur la figure 1 et comprend quatre entrées 8 et cinq sorties 5. Les paramètres utilisés pour la simulation sont : un solvant de masse volumique de 1000 kg/m ³ et dont la viscosité est de 10- 3 Pa.s, le soluté possède une diffusivité dans le solvant de 10’ ⁸ m ² /. Les débits des solutions mères injectées aux entrées 8 sont tels que la vitesse du liquide dans les canaux afférents 4 soit égale à 0,5 mm/s. Seulement deux solutions mère distinctes, dont la concentration en soluté est différente, sont utilisées pour obtenir cinq solutions filles présentant chacune une concentration en soluté distincte. Une solution mère présentant une concentration massique en soluté de 100 pg/ml est injectée au niveau de l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 121 et à l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 123. Une autre solution mère présentant une concentration massique en soluté de 0 pg/ml est injectée à l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 122 et au niveau de l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 124.

Comme pour la figure 2, il est observé sur la figure 3 qu'un gradient de concentration en soluté s'établit au niveau des interfaces 1321, 1322 et 1323. Le gradient de concentration s'établit selon l'axe de dilution 10. Les trois solutions filles obtenues au niveau des sorties 5 intersectées par les plans de sortie 132, 133, 134 présentent des concentrations distinctes. La solution fille obtenue à la sortie 5 intersectée par les plans de sortie 132 présente une concentration de 25 pg/ml, la solution fille obtenue à la sortie 5 intersectée par les plans de sortie 133 présente une concentration de 50 pg/ml et la solution fille obtenue à la sortie 5 intersectée par les plans de sortie 134 présente une concentration de 76 pg/ml. La sortie 5 intersectée par le plan de sortie 132 est comprise, selon l'axe de dilution 10, entre l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 121 et l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 122. La sortie 5 intersectée par le plan de sortie 133 est comprise, selon l'axe de dilution 10, entre l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 122 et l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 123. La sortie 5 intersectée par le plan de sortie 134 est comprise, selon l'axe de dilution 10, entre l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 123 et l'entrée 8 intersectée par le plan d'entrée 124. Comme pour la figure 2, on remarque sur la figure 3 que les concentrations respectives en soluté au niveau des deux sorties 5 d'extrémités sont identiques aux concentrations respectives deux solutions mères injectées aux entrées 8 d'extrémités. Autrement dit, la concentration au niveau de la sortie 5 d'extrémité intersectée par le plan de sortie 131 est de 100 pg/ml et elle est égale à la concentration de la solution mère injectée dans le réservoir 2 par l'entrée 8 d'extrémité intersectée par le plan d'entrée 121. De même, la concentration en soluté à la sortie 5 d'extrémité intersectée par le plan de sortie 135 est de 0 pg/ml et elle est égale à la concentration de la solution mère injectée dans le réservoir 2 par l'entrée 8 d'extrémité intersectée par le plan d'entrée 122.

On remarque sur les figures 2 et 3 qu'un gradient de concentration en soluté persiste au niveau des sorties 5 intersectées par les plans de sortie 132, 133, 134 et également dans la première sinusoïde des canaux afférents 4 respectifs connectés aux sorties 5 en question. A cet effet, le procédé comprend l'étape consistant à homogénéiser le mélange obtenu, c'est-à-dire la solution fille, dans le canal afférent 4 connecté à la sortie 5 au niveau de laquelle le mélange des deux solutions mères est obtenu. De manière avantageuse, une circulation du mélange obtenu le long d'au moins trois périodes du canal afférent 4 permet d'obtenir un mélange parfaitement homogène.

De préférence, la puce 1 selon l'invention convient, de préférence est agencée, pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention. Le procédé selon l'invention convient, de préférence est conçue, pour être mis en œuvre par la puce 1 selon l'invention. Aussi, toutes caractéristiques de la puce 1 selon l'invention peut être introduite dans le procédé selon l'invention et inversement.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.

Ainsi, dans des variantes combinables entre elles des modes de réalisation précédemment décrits :

- la puce 1 comprend au moins deux chambres 3 distinctes, et/ou - la puce 1 comprend au moins deux canaux afférents 4 distincts, et/ou

- la puce 1 comprend au moins deux canaux efférents 6, et/ou

- le réservoir 2 comprend au moins deux entrées 8 distinctes aptes à permettre l'alimentation du réservoir 2 en solution.

De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.