Études des configurations spatio-temporelles du champ magnétique sur le controle des bactéries magnétotactiques

摘要

Depuis que les scientifiques se sont interesses a travailler a l'echelle nano et micro, la creation de vehicules qui puissent y travailler est devenue une necessite. Ces vehicules sont des nano-micro robots qui doivent fonctionner dans ces milieux de maniere autonome et controlee. L'une des plus grandes utilites de ces nano-micro robots, par exemple, est leur utilisation dans un systeme microvasculaire pour transporter des agents therapeutiques vers les tumeurs cancereuses de facon controlee. La technologie de fabrication des robots artificiels actuelle n'est pas en mesure de fournir ce nano-micro robot. Pour contourner cette limitation, nous avons choisi un micro robot deja existant dans la nature. C'est la bacterie magnetotactique Magnetococcus Marinus souche MC-1, d'une taille de 2 microm de diametre et ayant : 1) une autonomie de mouvement grâce a son propre systeme de propulsion fourni par deux moteurs moleculaires (flagelles), 2) une chaine de particules nanometriques magnetiques (magnetosomes), qui permet a la bacterie de s'aligner avec le champ magnetique et de se propulser dans la direction du champ. En plus, les microrobots ont la capacite de realiser des tâches dans l'environnement micrometrique comme : la microfabrication et le transport. L'equipe du laboratoire NanoRobotique de Polytechnique de Montreal a developpe une plateforme de controle des bacteries magnetiques dans le but de controler leurs deplacements dans un systeme in vivo, et ainsi de transporter des agents therapeutiques directement dans le cancer. Autrement dit, cette nouvelle plateforme permet de guider la bacterie magnetotactique vers une cible predefinie. L'objectif de ce memoire de recherche est d'ameliorer la modelisation du champ magnetique de cette plateforme. Cette nouvelle modelisation permettra de reduire les durees d'agregation et de deplacement des bacteries magnetiques tout en augmentant la performance de la plateforme. D'abord, une methode de controle basee sur la geometrie spatiale du champ magnetique a ete developpee et validee. Finalement, une etude de comportement des bacteries magnetiques exposees au champ magnetique alternatif a ete effectuee afin de pouvoir developper une technique novatrice de controle.