Un micro-karcher pour l’élastographie de matériaux mous

Dans ce projet, nous avons montré qu’un jet d’eau fin sous pression pouvait être utilisé pour indenter localement des gels et des matériaux biologiques et que le profil « vitesse du jet – aire d’indentation » permettait de remonter à l’élasticité locale du matériau. Cette méthode est particulièrement adaptée à l’élastographie de matériaux biologiques mous car la mesure se fait en immersion en milieu physiologique, et les pressions requises pour l’indentation sont facilement atteintes avec des pousse-seringues standards. L’absence de contact physique solide entre la micropipette et le matériau fait qu’on peut déduire des cartes d’élasticité par simple balayage en XY, sans cycle d’indentation en Z (comme c’est le cas en AFM par exemple). Une limitation actuelle concerne les propriétés optiques du matériau, qui doit être suffisamment translucide pour permettre d’imager l’indentation. Nous présentons en particulier :

  • L’appareillage simple nécessaire à ce type de mesure et comment réaliser sa calibration avec un ensemble de gels de références, ainsi que la qualification de la méthode par comparaison avec une mesure d’élasticité indépendante (rhéomètre à plateaux).
  • Les premiers calculs numériques fluide-structure par élément finis de ce type d’indentation. Ces calculs prennent en compte l’influence de l’hydrodynamique du jet sur la déformation du solide et réciproquement de la déformation du matériau sur l’hydrodynamique. Ils montrent notamment les formes des lignes de courant dans cette situation de « ressaut liquide sur matériau déformable ».
  • Les premières vues de profil de l’indentation de matériaux mous par un jet liquide; les formes des profils sont prédites quantitativement par les calculs fluide-structure et par des approximations analytiques.

Surprise intéressante, la cavité créée par la pression du jet oscille lorsque le débit du jet dépasse une certaine valeur, on parle d’instabilité, regardez:

 

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