EP1703925A1 - Microdispositif de diagnostic et de therapie in vivo - Google Patents

Microdispositif de diagnostic et de therapie in vivo

Info

Publication number
EP1703925A1
EP1703925A1 EP04805845A EP04805845A EP1703925A1 EP 1703925 A1 EP1703925 A1 EP 1703925A1 EP 04805845 A EP04805845 A EP 04805845A EP 04805845 A EP04805845 A EP 04805845A EP 1703925 A1 EP1703925 A1 EP 1703925A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microdevice
channel
silicon
main
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04805845A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Florence Rivera
Patrice Caillat
Martine Cochet
Jean Berthier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR0350919A external-priority patent/FR2862881B1/fr
Priority claimed from FR0450446A external-priority patent/FR2862882B1/fr
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP1703925A1 publication Critical patent/EP1703925A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/14244—Pressure infusion, e.g. using pumps adapted to be carried by the patient, e.g. portable on the body
    • A61M5/14276—Pressure infusion, e.g. using pumps adapted to be carried by the patient, e.g. portable on the body specially adapted for implantation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/028—Microscale sensors, e.g. electromechanical sensors [MEMS]

Definitions

  • TECHNICAL FIELD AND PRIOR ART 1 / invention relates to the field of diagnostic and / or therapy microdevices, whose applications are in medical fields as diverse as electrotransfection, electrostimulation, electrodiffusion, recording of the electrical or biochemical activity, or the dispensing and removal of substances in vivo and in situ.
  • Such minimally invasive micro-devices according to the invention allow the investigation of the human or animal body. They are also tools to aid in diagnosis or therapy. They make it possible to target areas of sizes between a few hundred micrometers and a few centimeters. Imaging systems are known, associated with different markers, which allow functional monitoring, in vivo, of tissues of interest. These technologies, although more and more efficient, remain however a tool of study and global diagnosis.
  • micro-injectors Some research laboratories have designed prototypes of electrically addressable micro-injectors. These devices have a thin end that can be inserted into the target tissue, and a wide end used for electrical and fluid connections. This second end is most often wide and a few millimeters or a few centimeters thick. It is bulky, and it cannot be inserted in vivo, which limits access to deep and fragile areas such as the brain. These known devices are therefore limited by the size of the gripping element and of the connections. The problem therefore arises of making micro-devices for in vivo applications, in particular with a view to diagnosis and / or therapy. There is also the problem of realizing different functionalities in a device having a section, or a size, of a few hundred micrometers.
  • the invention proposes to use other techniques for producing implantable micro-devices.
  • the invention proposes the use of microtechnological methods for devices of the catheter or probe type.
  • the shapes thus produced are not circular or even rounded, these microdevices have proven their biocompatibility in vivo.
  • the invention firstly relates to a micro-device for diagnosis or therapy in vivo, comprising: a body, substantially longitudinal, provided, in the direction of its length, with at least one main channel, an inlet of which is situated at a first end of the body, - and one or more secondary channels connecting to at least one main channel, and opening laterally through lateral outlets.
  • Such a micro-device allows easy injection of liquid products and / or microparticles into the human body, in particular into the brain.
  • Such a device may also include one or more electrodes, disposed on an external portion of the body, and one or more electrical connection studs located at the first end of the body, in the vicinity of the entrance to said channel. .
  • the invention also relates to a microdevice for in vivo diagnosis or therapy comprising: a substantially longitudinal body, crossed by at least one main channel, an inlet of which is located at a first end of the body, - one or more electrodes, disposed on a portion outside the body, one or more electrical connection studs located at the first end of the body, in the vicinity of the entrance to said channel.
  • the section of the body of the microdevice may include angles, sharp or blunt, and for example be quadrilateral.
  • the electrical connection pads can include micro-imprints or etched zones produced in the body of the microdevice.
  • a device according to the invention comprises a second end in the form of a bevel. It can also include at least two parallel main channels, which allows the injection of different products or liquids into the tissues. One or more secondary channels can be connected to at least one main channel and open laterally by lateral outlets, which again facilitates the injection of product, or the removal of products, into the tissues crossed.
  • the body of the device may have a section whose maximum dimension is less than
  • the body itself has, for example, a longitudinal extension of between 0.5 cm and 3 cm.
  • a funnel-shaped fluid channel inlet allows easy insertion of injection capillaries into the channel.
  • the invention also relates to a method of producing a microdevice for in vivo diagnosis or therapy comprising: the production of two portions of the substantially longitudinal microdevice, each portion comprising at least one half-channel extending in a longitudinal direction, or indeed a first portion comprising a channel, the assembly of the two portions, directly between them or with an intermediate layer, so as to form at least one main channel extending in a longitudinal direction.
  • One or more electrode (s), and one or more electrical connection pads can be produced on at least one of the two portions, for example by etching or by depositing biocompatible metal.
  • the intermediate layer may include a fluid channel. A portion of at least one secondary channel, or at least one secondary channel, can be produced.
  • the invention also relates to a method for producing a microdevice for diagnosis or therapy in vivo, comprising the production of two half-devices in one or two SOI plates, each plate comprising a surface silicon layer having a free face, or first face, and a second face, in contact with a buried insulating layer, this process comprising, for each half-device: - the etching of the first face of the surface layer of silicon, and the deposition of a metal noble biocompatible, on this first face, to produce at least one electrode and at least one connection pad, - the etching of the second face of the silicon surface layer, to produce at least one fluid half-network, comprising at least one half-channel extending in a longitudinal direction, then - the assembly of the two micro-devices by their second faces, possibly with a layer of intermediate silicon, in ur form at least one fluid network channel.
  • FIGS. 5A to 6 represent details of the embodiment of the proximal end of a device according to the invention
  • FIGS. 7A to 11 represent steps of methods according to the invention.
  • a first embodiment of the invention is illustrated in Figure 1.
  • the microsystem of this figure is of substantially parallelepiped shape. It has a substantially longitudinal extension, along a longitudinal axis BB '. If the parallelepiped shape is shown, it is understood that it may be an elongated shape of any quadrilateral section, or even of any section having sharp angles, that is to say not rounded, or blunt .
  • the section of the microdevice is rectangular and / or it is planar, with two parallel longitudinal faces.
  • the microsystem has different electrodes 10 on its upper 12 and lower 13 faces. It could also have only one on one or the other of these faces.
  • Electrodes 10 are individually addressable and electrically connected by means of connections 16 located on the proximal face 14 of the device.
  • This face 14 also has an opening 18 towards a fluidic network.
  • a fluid network is composed of a main channel 24 which serves secondary channels 26, 28.
  • the inlet 18 of the main channel is located on the proximal face 14.
  • One or more outlets 23, 27 of secondary channels can be located on the lateral and / or upper 12 and / or lower 13.
  • the channel 24 does not open the side of 'the distal end 20 of the device. According to a variant, it could open out on the side of this end 20, as indicated in broken lines in FIG. 2.
  • the device could have only one main channel opening out on the side 20, and no lateral channel, one or more electrodes being arranged on at least one of the external faces of the device.
  • FIGS. 3A, 3B and 4 These figures represent a microdevice with respectively two (FIGS. 3A and 3B) and three (FIG. 4) microfluidic networks.
  • FIGS. 3A and 3B these figures represent a microdevice with respectively two (FIGS. 3A and 3B) and three (FIG. 4) microfluidic networks.
  • two inputs 218, 219 of fluidic networks and, in Figure 4, three inputs 318, 319, 320 of such networks, these inputs being arranged in the proximal face 14 of the device.
  • Such a device may or may not include lateral electrodes 10.
  • One or several fluid channels can open out on the side of the distal end 20.
  • the section of the openings 18, 218, 219, 318, 319, 320 of the proximal face 14 varies according to the number of fluid networks desired and the final size required of the device.
  • the number, sections and spacings between the fluid outlets 22, 222, 322 of the secondary channels are functions of the application.
  • the angle formed between the secondary channels and the main channel can be between 0 and 90 degrees, for example between 10 and 90 degrees.
  • a device according to the invention comprises at least one main channel (two main channels in FIG.
  • the distal face 20 of the device is preferably beveled in order to facilitate penetration of the device into a sensitive organ or tissue.
  • the length L of the device is for example between 500 ⁇ m or 1 cm and 2 cm or 3 cm.
  • the microdevice is secured at its proximal end 14 to a conventional insertion system for its use.
  • a catheter or probe for example, it can be glued to a catheter or probe; in particular, it can be adapted at the end of the syringe.
  • FIG. 5A shows more precisely the stage of electrical connections 16.
  • electrical connections 161, 163 are arranged, for example cables inserted in specially provided slots 162, 164 for this purpose.
  • notches are in fact engraved in at least one of the two faces 12 - 14: in FIG. 5A, the two faces 12, 14 are engraved, as are the two faces 13 and 14.
  • the notches can have the shape represented on the FIG. 5B: flat portions 17, 19, inclined respectively from the upper 12 and lower 13 faces towards the proximal face 14, constitute contact zones.
  • Other shapes can be produced, for example in the form of parallelepipeds 27, 29, as illustrated in FIG. 5C.
  • On the flat portions 17, 19 or on the faces 271, 273 and 291, 293 of the parallelepipeds 27, 29 can be deposited a layer of biocompatible conductive metal, as described below, on which the ends of the connections 161, 163 will be fixed.
  • FIG. 5A the two faces 12, 14 are engraved, as are the two faces 13 and 14.
  • the notches can have the shape represented on the FIG. 5B: flat portions 17, 19, inclined respectively from the upper 12 and lower 13 faces towards the proximal face 14, constitute contact zones.
  • Other shapes can be produced, for example
  • the microdevice according to the invention can therefore have an integrated connection stage: the electrodes 10 and the connections are located respectively on the body of the device and in its extension or in its periphery or in its side walls, without exceeding beyond or in outside the cross section (perpendicular to the longitudinal axis BB ') of the body.
  • This allows insertion into guidance systems of the type used in vivo, and gives the device very little character. tissue destroyer that it may encounter in its path.
  • a microcapillary 30 for injecting a fluid can be inserted into the inlet of the main channel 24 of a microfluidic network. In fact, as seen in top view in FIG.
  • the inlet of the main channel is then preferably configured in the shape of a "V", so as to receive and guide a capillary 30 introduced by the proximal face 14 (see figure 6).
  • each opening 218, 219, 318, 319, 320 can receive a capillary in the manner which has just been described.
  • One of the main channels, opening on the side of the end 20, can receive an optical fiber, while another main channel makes it possible to circulate a fluid, for example injected by a capillary 30.
  • a device may or may not , electrodes 10.
  • the optical fiber is used to inject or collect radiation.
  • the technological stack of the microdevice according to the invention therefore makes it possible to integrate the stage of electrical and fluidic connections.
  • This stage is therefore of dimensions equivalent to the device itself and can be included in a hollow guide device.
  • a micro-device according to the invention can serve as an injector, or as an electrostimulator or electrotransfector, or as an electrodiffusor.
  • the surface electrodes 10 can moreover make it possible to record cellular electrical activity in response to biochemical stimulation via the micro-fluidic injection network (s), or else '' record cellular electrical activity simultaneously with the collection of a liquid sample via this (s) same (s) fluidic network (s).
  • the electrodes of this device can also be biochemically functionalized so as to capture certain cellular products of interest, following an injection, or not, of bioactive molecules, an electrical measurement then being carried out.
  • bio-chemical sensors or segments of DNA or RNA or antibodies or cells it is possible to attach to these electrodes bio-chemical sensors or segments of DNA or RNA or antibodies or cells.
  • the device according to the invention does not include means for carrying out electrical measurements, therefore no electrodes 10 or pads 16 of electrical connection, but it has at least one longitudinal main channel, and , optionally, one or more secondary channels and / or waveguides, as explained above.
  • Such a fluidic system allows the injection or removal of microquantities of product in the human body, and / or possibly the removal or injection of radiation.
  • a device according to the invention can be used in cerebral structures without causing damage to the tissues encountered.
  • a first production method will now be described. It implements “SOI” type techniques. Such techniques are for example described in the book by QY. Tong and U. Gôsele entitled “Semi-conductor afer Bonding”, The Electrochemical Society & Series, 1999.
  • a starting component 50 is for example an SOI substrate (FIG. 7A).
  • An SOI structure (abbreviation of “Silicon on Insulator”) typically comprises a layer of silicon 56, under which is made a buried layer 54 of silicon oxide, which itself rests on a substrate 52 made of silicon, the latter playing the role of mechanical support.
  • the layer 56 has a thickness of between a few tens of micrometers, for example between 50 ⁇ m and 100 ⁇ m or 150 ⁇ m.
  • the insulating layer 54 may have a thickness of between 1 ⁇ m and a few tens of micrometers, for example 20 ⁇ m.
  • notches 58 are produced which prefigure the electrical connection pads, such as those shown for example in FIGS. 5B and 5C. These notches are for example produced by wet etching of the silicon, through an etched layer 57 of silicon nitride.
  • FIG. 7C represents the appearance of the component obtained after this step, in section along the plane XX 'of FIG. 7B. This figure shows the notches 53 obtained. It is then proceeded (FIG. 7D) to a deposit of a layer 60 of silicon nitride, then of a layer 62 of a biocompatible noble metal (for example Au (gold), or Cr (chromium), or Ti ( titanium), or Pt (platinum)).
  • a biocompatible noble metal for example Au (gold), or Cr (chromium), or Ti ( titanium), or Pt (platinum
  • FIG. 7E represents, still along the plane XX ′, the structure obtained with a deposit of a layer of metal 62 in the grooves 53, as well as on the area non-etched plane of the layer 56, and two lateral pads 61-1, 61-2 made of silicon nitride.
  • the assembly is then covered with a layer 64 of insulator, for example silicon oxide (FIG.
  • FIG. 7F shows, then assembled with the surface layer 72 of silicon oxide of a component comprising a silicon substrate 70 ( FIG. 7G) covered with said layer 72 of silicon oxide.
  • the assembly is carried out by molecular adhesion, at a temperature of approximately 300 ° C.
  • the substrate 70 will have a support function for the rest of the operations.
  • the silicon substrate 52 is removed by polishing, leaving the insulating layer 54 (FIG. 7H).
  • the layers 54 and 56 are then etched so as to reveal channels 74, 76 of the future fluid network (FIG. 71).
  • FIG. 13 shows, in section along the axis XX ′, one half 75 of the future longitudinal channel, obtained by etching the layer 56.
  • we proceed we proceed (FIG.
  • FIGS. 7L and 7M two devices 200 are released, 300 as illustrated in FIGS. 7L and 7M.
  • the references 18 and 118 respectively designate the inlet provided for the fluid network.
  • FIG. 7N represents, in side view, along the plane XX ′, the inlet 18 provided with the studs electrical connections, in particular carrying the metallic deposits 62, 162.
  • a device according to FIG. 1 is thus obtained.
  • the production of a device such as that of FIG. 3, which comprises two fluidic networks, is obtained by identical steps until 'to those of Figures 71, 7J. Then (FIG.
  • the component obtained is assembled with an SOI plate, comprising a layer 256 of silicon, a layer 254 of insulator and a substrate 252 of silicon. This step makes it possible to define a first fluid network between the silicon plates 56 and 256 (FIG. 8B).
  • the substrate 252 and the layer 254 of insulation are removed by polishing.
  • the component obtained is then assembled with a second component of the type illustrated in FIG. 71, having a layer of silicon 356 etched to form a second fluid network therein, and various layers of silicon nitride, of biocompatible metal, of oxide. of silicon on a substrate 352 (FIG. 8C) as already described above.
  • a structure is formed with two fluid networks separated by the layer 256 of silicon.
  • This plate is for example obtained by molecular assembly of two half-layers 452, 454 (FIG. 9B) of silicon in which two half-channels 416, 420 have been etched, respectively, and the corresponding secondary half-channels, these two plates then being assembled. as shown in Figure 9B.
  • Each of the plates 452, 454 can be the silicon surface layer of an SOI component further comprising a substrate 459, 461, an insulating layer 455, 457.
  • the two SOI components are treated to produce two half-channels 416, 420 in this surface layer, then assembled as shown in Figure 9B.
  • the substrate 459 and the insulating layer 455 are then eliminated, the substrate 461 being temporarily stored to allow a transfer as illustrated in FIG. 8A.
  • FIGS. 10A - 10E illustrate a method of producing a slightly larger device, with standard silicon technologies.
  • This method is particularly suitable for producing a device such as that already mentioned above, the width 1 and the height H of which are for example between 500 ⁇ m and 900 ⁇ m.
  • a cavity 82 is produced, intended to form the electrical connection pads: this cavity is obtained by wet etching of the silicon 80 through a mask. silicon nitride having the suitable shape.
  • a layer 84 of a noble and / or biocompatible metal is deposited. The latter is etched, by dry or wet etching through a resin mask (not shown in FIG. 10A).
  • a layer 86 of silicon oxide is deposited.
  • This layer is etched through a resin mask, this step making it possible to release openings 90 and to define studs 91 between the different electrodes.
  • the reference 88 designates a mask, for example made of resin or metal.
  • FIG. 10C we then proceed (FIG. 10C) to an etching on the rear face of the silicon plate 80, in order to produce the half-channels and the lateral openings 99 which will define the fluidic network.
  • This etching is obtained by dry etching, through a mask, for example of resin, formed on a layer 97 of silicon nitride deposited on the rear face (FIG. 10B). Two components thus obtained are then assembled, as illustrated in FIG. 10D.
  • the reference 180 designates the second silicon wafer in which the second half-component is made.
  • the side openings 190 of the fluid network are also seen there.
  • a cutting step implemented using the dry etching techniques already described above, then makes it possible to release the device (FIG. 10E).
  • the number of channels can be increased according to techniques similar to those explained above in conjunction with FIGS. 8A - 8C and 9A - 9B.
  • two half devices are not produced each with a half fluid network, which is assembled then, but a complete fluid network. For example (FIG. 11), the layer 56 of FIG.
  • FIGS. 10A - 10 E in this method, the device can be produced by assembling a component similar to that of FIG. 10C, etched to form a fluidic network, with a second component which is not engraved to form such a network.
  • the deposits of silicon nitride are carried out by LPCVD (“Low Pressure Chemical Vapor Deposition”, or chemical deposition in low pressure vapor phase) and of silicon dioxide by PECVD (“Pressure Enhanced Chemical Vapor Deposition ”, or chemical vapor deposition under pressure) or by thermal oxidation.
  • LPCVD Low Pressure Chemical Vapor Deposition
  • PECVD Pressure Enhanced Chemical Vapor Deposition
  • thermal oxidation e.g., thermal oxidation
  • a microsystem according to the invention makes it possible either to obtain information on small target structures, or to diagnose certain pathologies or functions via electrical, electrochemical or biochemical sensors, or to treat or inhibit certain pathological zones by electrostimulation and / or delivery of active substances in situ.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

L’invention concerne un microdispositif de diagnostic ou de thérapie in vivo comportant un corps sensiblement longitudinal, à faces de préférence parallèles comportant, dans le sens de sa longueur, au moins un canal principal (24) dont une entrée (18) est située à une première extrémité (14) du corps.

Description

MICRODISPOSITIF DE DIAGNOSTIC ET DE THERAPIE IN VIVO
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR 1/ invention concerne le domaine des microdispositifs de diagnostic et/ou de thérapie, dont des applications se situent dans des domaines médicaux aussi divers que l' électrotransfection, l' électrostimulation, l' électrodiffusion, l'enregistrement de l'activité électrique ou biochimique, ou encore la dispense et le prélèvement de substances in vivo et in situ. De tels micro-dispositifs selon l'invention, minimalement invasifs, permettent l'investigation du corps humain ou animal. Ils sont aussi des outils d'aide au diagnostic ou encore à la thérapie. Ils permettent de cibler des zones de tailles comprises entre quelques centaines .de micromètres et quelques centimètres. On connaît des systèmes d'imagerie, associés à différents marqueurs, qui permettent un suivi fonctionnel, in vivo, de tissus d'intérêt. Ces technologies, bien que de plus en plus performantes, restent cependant un outil d'étude et de diagnostic global . Certains laboratoires de recherche ont conçu des prototypes de micro-injecteur adressable électriquement. Ces dispositifs ont une fine extrémité qui peut être insérée dans le tissu cible, et une large extrémité servant aux connexions électriques et fluidiques . Cette seconde extrémité est le plus souvent large et épaisse de quelques millimètres ou de quelques centimètres. Elle est encombrante, et elle ne peut être insérée in vivo, ce qui limite l'accès à des zones profondes et fragiles comme le cerveau. Ces dispositifs connus sont donc limités par la dimension de l'élément de préhension et des connexions. II se pose donc le problème de réaliser des micro-dispositifs pour applications in vivo, en particulier en vue d'un diagnostic et/ou d'une thérapie . Il se pose également le problème de réaliser différentes fonctionnalités dans un dispositif ayant une section, ou une taille, de quelques centaines de micromètres .
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention se propose d'utiliser d'autres techniques pour la réalisation de micro-dispositifs implantables . En particulier, l'invention propose l'utilisation de procédés microtechnologiques pour des dispositifs de types cathéter ou sonde. En effet, de façon surprenante, bien que les formes ainsi fabriquées ne soient pas circulaires ni même arrondies, ces microdispositifs ont prouvé leur biocompatibilité in vivo. L'invention concerne d'abord un micro dispositif de diagnostic ou de thérapie in vivo, comportant : un corps, sensiblement longitudinal, muni, dans le sens de sa longueur, d'au moins un canal principal dont une entrée est située à une première extrémité du corps, - et un ou plusieurs canaux secondaires se raccordant à au moins un canal principal et débouchant latéralement par des sorties latérales. Un tel micro-dispositif, dont la section peut comporter des angles, vifs ou émoussés, et notamment être quadrilatérale, permet une injection aisée de produits liquides et/ou de microparticules dans le corps humain, notamment dans le cerveau. Un tel dispositif peut en outre comporter une ou plusieurs électrodes, disposées sur une portion extérieure du corps, et un ou plusieurs plot (s) de connexion électrique situé (s) à la première extrémité du corps, au voisinage de l'entrée dudit canal. L'invention concerne aussi un microdispositif de diagnostic ou de thérapie in vivo comportant : un corps sensiblement longitudinal, traversé par au moins un canal principal dont une entrée est située à une première extrémité du corps, - une ou plusieurs électrodes, disposées sur une portion extérieure du corps, un ou plusieurs plot (s) de connexion électrique situé (s) à la première extrémité du corps, au voisinage de l'entrée dudit canal. Ici encore, la section du corps du microdispositif peut comporter des angles, vifs ou émoussés, et par exemple être quadrilatérale. Dans les deux modes de réalisation décrits ci-dessus, les plots de connexion électrique peuvent comporter des micro-empreintes ou des zones gravées réalisées dans le corps du microdispositif. Ces micro-empreintes ou ces zones gravées ont par exemple une hauteur et une largeur comprises entre 10 μm et 50 μm. L'empilement technologique du microdispositif selon l'invention, réalisé par exemple en silicium, permet donc d'intégrer l'étage de connexions électriques et fluidiques . Cet étage est donc de dimensions équivalentes au dispositif lui-même et peut être englobé dans un dispositif de guidage creux. De préférence un dispositif selon l'invention comporte une deuxième extrémité en forme de biseau. Il peut par ailleurs comporter au moins deux canaux principaux parallèles, ce qui permet l'injection de différents produits ou liquides dans les tissus . Un ou plusieurs canaux secondaires peuvent se raccorder à au moins un canal principal et déboucher latéralement par des sorties latérales, ce qui facilite là encore l'injection de produit, ou le prélèvement de produits, dans les tissus traversés. Le corps du dispositif peut avoir une section dont la dimension maximale est inférieure à
1 mm, ou une section carrée ou rectangulaire dont chaque côté a une dimension maximale inférieure à
300 μm ou inférieure à 900 μm. Le corps lui-même a par exemple une extension longitudinale comprise entre 0,5 cm et 3 cm. Une entrée du canal fluidique en forme d'entonnoir permet une insertion aisée de capillaires d'injection dans le canal. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un microdispositif de diagnostic ou de thérapie in vivo comportant : la réalisation de deux portions du microdispositif sensiblement longitudinal, chaque portion comportant au moins un demi-canal s' étendant selon une direction longitudinale, ou bien une première portion comportant un canal, l'assemblage des deux portions, directement entre elles ou avec une couche intermédiaire, de manière à former au moins un canal principal s'étendant selon une direction longitudinale. On peut ainsi réaliser un dispositif selon l'invention en mettant en oeuvre les techniques silicium standard ou les techniques de travail des substrats de type Silicium sur Isolant (SOI) , ces dernières permettant la réalisation de microdispositifs de taille réduite. Une ou plusieurs électrode (s) , et un ou plusieurs plot (s) de connexion électrique, peuvent être réalisés sur au moins une des deux portions, par exemple par gravure ou par dépôt de métal biocompatible . La couche intermédiaire peut comporter un canal fluidique. Une portion d'au moins un canal secondaire, ou au moins un canal secondaire, peuvent être réalisés. L' invention concerne également un procédé de réalisation d'un microdispositif de diagnostic ou de thérapie in vivo, comportant la réalisation de deux demi-dispositifs dans une ou deux plaques de SOI, chaque plaque comportant une couche de silicium superficielle ayant une face libre, ou première face, et une deuxième face, en contact avec une couche d'isolant enterrée, ce procédé comportant, pour chaque demi-dispositif : - la gravure de la première face de la couche superficielle de silicium, et le dépôt d'un métal noble biocompatible, sur cette première face, pour y réaliser au moins une électrode et au moins un plot de connexion, - la gravure de la deuxième face de la couche superficielle silicium, pour réaliser au moins un demi-réseau fluidique, comportant au moins un demi- canal s 'étendant selon une direction longitudinale, puis - l'assemblage des deux micro-dispositifs par leurs deuxièmes faces, éventuellement avec une couche de silicium intermédiaire, pour former au moins un canal de réseau fluidique.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
- Les figures 1 à 4 représentent divers modes de réalisation de l'invention, les figures 5A à 6 représentent des détails de réalisation de l'extrémité proximale d'un dispositif selon l'invention, les figures 7A à 11 représentent des étapes de procédés selon l'invention.
EXPOSÉ DETAILLE DES MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
Un premier mode de réalisation de l'invention est illustré sur la figure 1. Le microsystème de cette figure est de forme sensiblement parallélépipédique . Il présente une extension sensiblement longitudinale, le long d'un axe longitudinal BB' . Si la forme parallélépipédique est représentée, il est entendu qu'il peut s'agir d'une forme allongée de section quadrilatérale quelconque, voire d'une section quelconque présentant des angles vifs, c'est-à-dire non arrondis, ou émoussés . De préférence et au vu des procédés de réalisation, la section du microdispositif est rectangulaire et/ou celui-ci est plan, avec deux faces longitudinales parallèles. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le microsystème possède différentes électrodes 10 sur ses faces supérieure 12 et inférieure 13. Il pourrait aussi n'en posséder que sur l'une ou l'autre de ces faces. Ces électrodes 10 sont adressables individuellement et connectées électriquement grâce à des connexions 16 situées sur la face proximale 14 du dispositif. Cette face 14 possède aussi une ouverture 18 vers un réseau fluidique. Comme on le voit sur la figure 2, qui représente une vue en coupe selon le plan AA' de la figure 1, un tel réseau fluidique est composé d'un canal principal 24 qui dessert des canaux secondaires 26, 28. L'entrée 18 du canal principal se situe sur la face proximale 14. Une ou plusieurs sorties 23, 27 de canaux secondaires peuvent être situées sur les faces latérales et/ou supérieure 12 et/ou inférieure 13. Sur le mode illustré, le canal 24 ne débouche pas du côté de 'l'extrémité distale 20 du dispositif. Selon une variante, il pourrait être débouchant du côté de cette extrémité 20, comme indiqué en traits interrompus sur la figure 2. Selon une autre variante, le dispositif pourrait ne comporter qu'un canal principal débouchant du côté 20, et aucun canal latéral, une ou plusieurs électrodes étant disposées sur au moins une des faces extérieures du dispositif. Plusieurs canaux ou réseaux fluidiques parallèles peuvent être réalisés, comme illustré sur les figures 3A, 3B et 4 : ces figures représentent un microdispositif avec respectivement deux (figures 3A et 3B) et trois (figure 4) réseaux micro-fluidiques . Ainsi sont représentées, sur les figures 3A et 3B, deux entrées 218, 219 de réseaux fluidiques et, sur la figure 4, trois entrées 318, 319, 320 de tels réseaux, ces entrées étant disposées dans la face proximale 14 du dispositif. Un tel dispositif peut comporter, ou pas, des électrodes latérales 10. Un ou plusieurs canaux fluidiques peuvent être débouchant du côté de l'extrémité distale 20. La section des ouvertures 18, 218, 219, 318, 319, 320 de la face proximale 14 varie en fonction du nombre de réseaux fluidiques souhaité et de la taille finale requise du dispositif. Le nombre, les sections et espacements entre les sorties fluidiques 22, 222, 322 des canaux secondaires sont fonctions de l'application. L'angle formé entre les canaux secondaires et le canal principal peut être compris entre 0 et 90 degrés, par exemple entre 10 et 90 degrés . Selon une variante, un dispositif selon l'invention comporte au moins un canal principal (deux canaux principaux sur la figure 3B) , disposé comme expliqué ci-dessus, débouchant ou non du côté de l'extrémité distale, et un guide d'onde longitudinal 221 s' étendant parallèlement à l'axe du dispositif et des canaux principaux, et débouchant du côté de l'extrémité distale 20, le tout avec ou sans électrodes latérales 10. La face distale 20 du dispositif est- de préférence biseautée afin de faciliter la pénétration du dispositif dans un organe ou un tissu sensible. La hauteur H et la largeur 1 de la face proximale sont de l'ordre de quelques centaines de micromètres chacune ; elles sont par exemple comprises entre 100 μm et 300 μm ou 400 μm ou 500 μm. Selon un exemple de réalisation : H = 1 = 210 μm. La longueur L du dispositif est par exemple comprise entre 500 μm ou 1 cm et 2 cm ou 3 cm. Pour des applications dans des régions corporelles autres que le cerveau, il est possible de réaliser des dispositifs un peu plus grands, par exemple avec des technologies silicium standards, donc moins onéreuses, avec H et 1 compris l'un et l'autre entre 500 μm et 1000 μm ou 1500 μm. On aura alors par exemple : H = 900 μm et 1 = 500 μm. Le microdispositif est solidarisé à son extrémité proximale 14 à un système d'insertion classique en vue de son utilisation. Par exemple, il peut être collé à un cathéter ou une sonde ; en particulier, il peut être adapté en bout de seringue. La figure 5A représente de manière plus précise l'étage de connexions électriques 16. De part et d'autre de l'ouverture 18, sont disposées des connexions électriques 161, 163, par exemple des câbles insérés dans des encoches 162, 164 spécialement prévues à cet effet . Ces encoches sont en fait gravées dans au moins une des deux faces 12 - 14 : sur la figure 5A, les deux faces 12, 14 sont gravées, de même que les deux faces 13 et 14. Les encoches peuvent avoir la forme représentée sur la figure 5B : des portions planes 17, 19, inclinées respectivement des faces supérieure 12 et inférieure 13 vers la face proximale 14, constituent des zones de contact. D'autres formes peuvent être réalisées, par exemple en forme de parallélépipèdes 27, 29, comme illustré sur la figure 5C. Sur les portions planes 17, 19 ou sur les faces 271, 273 et 291, 293 des parallélépipèdes 27, 29 pourra être déposée une couche de métal conducteur biocompatible, comme décrit plus loin, sur laquelle viendront se fixer les extrémités des connexions 161, 163. Sur la figure 5A, les dimensions e, f et p sont les dimensions d'ouverture des plots de connexions électriques en surface de plaque. Chacune est par exemple comprise entre 30 μm et 50 μm ou entre 10 μm et 30 μm. Dans le cas des applications extra cérébrales pour lesquelles, comme déjà indiqué ci- dessus, les contraintes dimensionnelles sont moins importantes, on pourra avoir e, f et p compris entre 30 μm et 100 μm, par exemple: e = 50 μm = f = p. Le microdispositif selon l'invention peut donc posséder un étage de connexion intégré : les électrodes 10 et les connexions sont situées respectivement sur le corps du dispositif et dans son prolongement ou dans sa périphérie ou dans ses parois latérales, sans dépassement au-delà ou en dehors de la section transversale (perpendiculaire à l'axe longitudinal BB' ) du corps. Ceci permet une insertion dans des systèmes de guidage du type de ceux utilisés in vivo, et confère au dispositif un caractère très peu destructeur de tissus qu'il pourra rencontrer sur son passage. Comme illustré sur la figure 6, un microcapillaire 30 pour l'injection d'un fluide peut être inséré dans l'entrée du canal principal 24 d'un réseau micro-fluidique. En fait, comme on le voit en vue de dessus sur la figure 2, l'entrée du canal principal est alors de préférence configurée en forme de « V », de manière à accueillir et à guider un capillaire 30 introduit par la face proximale 14 (voir figure 6) . Dans le cas des structures des figures 3A, 3B et 4, chaque ouverture 218, 219, 318, 319, 320 peut accueillir un capillaire de la manière qui vient d'être décrite. Un des canaux principaux, débouchant du côté de l'extrémité 20, peut recevoir une fibre optique, tandis qu'un autre canal principal permet de faire circuler un fluide, par exemple injecté par un capillaire 30. Un tel dispositif peut comporter, ou pas, des électrodes 10. La fibre optique permet d'injecter ou de prélever un rayonnement. L'empilement technologique du microdispositif selon l'invention permet donc d'intégrer l'étage de connexions électriques et fluidiques. Cet étage est donc de dimensions équivalentes au dispositif lui-même et peut être englobé dans un dispositif de guidage creux. Un micro-dispositif selon l'invention peut servir d'injecteur, ou d' électrostimulateur ou d'électrotransfecteur, ou d' électrodiffuseur . Les électrodes 10 de surface peuvent permettre, de plus, d'enregistrer l'activité électrique cellulaire en réponse à une stimulation biochimique via le (s) réseau (x) d ' injection (s) micro -fluidique (s) , ou encore d'enregistrer l'activité électrique cellulaire simultanément au prélèvement d'un échantillon liquide via ce (s) même (s) réseau (x) fluidique (s) . Les électrodes de ce dispositif peuvent aussi être fonctionnalisées biochimiquement de manière à capter certains produits cellulaires d'intérêt, suite à une injection, ou non, de molécules bio-actives, une mesure électrique étant alors effectuée. A titre d'exemples, on pourra fixer sur ces électrodes des capteurs bio-chimiques ou des segments d'ADN ou d'ARN ou des anti-corps ou des cellules. Dans un mode de réalisation plus simple, le dispositif selon l'invention ne comporte pas de moyens pour effectuer des mesures électriques, donc pas d'électrodes 10 ni de plots 16 de connexion électrique, mais il présente au moins un canal principal longitudinal, et, éventuellement, un ou plusieurs canaux secondaires et/ou guides d'onde, comme exposé ci-dessus. Un tel système fluidique permet l'injection ou le prélèvement de microquantités de produit dans le corps humain, et/ou éventuellement le prélèvement ou l'injection de rayonnement. De par sa taille, un dispositif selon l'invention, quel que soit le mode de réalisation envisagé, peut être utilisé dans les structures cérébrales sans causer de dommages aux tissus rencontrés . Un premier procédé de réalisation va maintenant être décrit. Il met en œuvre les techniques de type « SOI ». De telles techniques sont par exemple décrites dans l'ouvrage de Q-Y. Tong et U. Gôsele intitulé « Semi-conductor afer Bonding », The Electrochemical Society & Séries, 1999. Un composant 50 de départ est par exemple un substrat SOI (figure 7A) . Une structure SOI (abréviation de « Silicon on Insulator ») comporte, typiquement, une couche de silicium 56, sous laquelle est réalisée une couche enterrée 54 d'oxyde de silicium, qui repose elle-même sur un substrat 52 en silicium, ce dernier jouant le rôle de support mécanique. De telles structures sont par exemple décrites dans FR - 2 681 472. Typiquement, la couche 56 a une épaisseur comprise entre quelques dizaines de micromètres, par exemple entre 50 μm et 100 μm ou 150 μm. La couche d' isolant 54 peut avoir une épaisseur comprise entre 1 μm et quelques dizaines de micromètres, par exemple 20 μm. Dans une première étape (figure 7B) , on réalise des encoches 58 qui préfigurent les plots de connexions électriques, tels que ceux représentés par exemple sur les figures 5B et 5C. Ces encoches sont par exemple réalisées par gravure humide du silicium, à travers une couche gravée 57 de nitrure de silicium. Cette dernière est obtenue par photolithographie puis gravure sèche d'une couche de nitrure de silicium. Le masque 57 est ensuite retiré. La figure 7C représente l'aspect du composant obtenu après cette étape, en coupe suivant le plan XX' de la figure 7B. Sur cette figure, sont représentées les encoches 53 obtenues. II est ensuite procédé (figure 7D) à un dépôt d'une couche 60 de nitrure de silicium, puis d'une couche 62 d'un métal noble biocompatible (par exemple Au (or) , ou Cr (chrome) , ou Ti (titane) , ou Pt (platine) ) . Cette couche de métal est gravée, et l'ensemble est recouvert d'une nouvelle couche 63 de nitrure de silicium dans laquelle on dégage, par photolithographie, des plots 61, 65 qui vont permettre d'isoler et de délimiter les différentes électrodes entre elles. La couche 63 est ensuite éliminée, laissant subsister les plots 61, 65. La figure 7E représente, toujours suivant le plan XX', la structure obtenue avec un dépôt d'une couche de métal 62 dans les rainures 53, ainsi que sur la zone plane non gravée de la couche 56, et deux plots latéraux 61-1, 61-2 en nitrure de silicium. L'ensemble est ensuite recouvert d'une couche 64 d'isolant, par exemple d'oxyde de silicium (figure 7F) , puis assemblé avec la couche superficielle 72 d'oxyde de silicium d'un composant comportant un substrat 70 en silicium (figure 7G) recouvert de ladite couche 72 d'oxyde de silicium. L'assemblage est réalisé par adhésion moléculaire, à température d'environ 300 °C. Le substrat 70 aura une fonction de support pour la suite des opérations . Le substrat 52 en silicium est éliminé par polissage, laissant subsister la couche 54 isolante (figure 7H) . Les couches 54 et 56 sont ensuite gravées de manière à faire apparaître des canaux 74, 76 du futur réseau fluidique (figure 71) . La figure 13 montre, en coupe suivant l'axe XX', une moitié 75 du futur canal longitudinal, obtenue par gravure de la couche 56. On procède ensuite (figure 7K) au scellement par collage moléculaire de deux plaques symétriques, la deuxième plaque présentant, successivement, une couche de silicium 156 dans laquelle un autre demi-réseau fluidique a été gravé, une couche 160 de nitrure de silicium, une couche 162 de métal noble biocompatible et deux couches 164, 172 d'isolant (oxyde de silicium) surmontées d'un substrat 152 en silicium. Par polissage du substrat 152, puis, à travers un masque 171, par photolithographie et gravure sèche de la couche 172 d'oxyde de silicium, des plots
161, 165, de la couche sous jacente de nitrure de silicium, et des deux demi-corps de dispositif en silicium, et enfin gravure humide des couches 64, 72 d'oxyde de silicium, on aboutit à la libération de deux dispositifs 200, 300 comme illustré sur les figures 7L et 7M. Sur ces figures, les références 18 et 118 désignent respectivement l'entrée prévue pour le réseau fluidique. La figure 7N représente, en vue de côté, selon le plan XX', l'entrée 18 munie des plots de connexions électriques, portant notamment les dépôts métalliques 62, 162. On obtient ainsi un dispositif conforme à la figure 1. La réalisation d'un dispositif tel que celui de la figure 3, qui comporte deux réseaux fluidiques, est obtenue par des étapes identiques jusqu'à celles des figures 71, 7J. Puis (figure 8A) , le composant obtenu est assemblé avec une plaque SOI, comportant une couche 256 de silicium, une couche 254 d'isolant et un substrat 252 en silicium. Cette étape permet de définir un premier réseau fluidique entre les plaques de silicium 56 et 256 (figure 8B) . Le substrat 252 et la couche 254 d'isolant sont éliminés par polissage. Le composant obtenu est ensuite assemblé avec un deuxième composant du type de celui illustré sur la figure 71, présentant une couche de silicium 356 gravée pour y former un deuxième réseau fluidique, et diverses couches de nitrure de silicium, de métal biocompatible, d'oxyde de silicium sur un substrat 352 (figure 8C) comme déjà décrit ci-dessus. Ainsi est formée une structure avec deux réseaux fluidiques séparés par la couche 256 de silicium. Les étapes suivantes, en vue de la libération (polissage du substrat 352, photolithographie, gravure sèche de l'oxyde de silicium, du nitrure de silicium, du silicium, et enfin gravure sèche des couches 64, 72 d'oxyde de silicium) sont identiques ou similaires à celles décrites ci- dessus en liaison avec les figures 7L-7M. La réalisation d'un dispositif tel que celui de la figure 4, comportant trois réseaux fluidiques, met en œuvre une technique similaire à celle qui vient d'être décrite, la plaque 256 étant cependant remplacée par un composant tel que celui de la figure 9A, comportant une plaque 456 de silicium à l'intérieur de laquelle est réalisé un canal 418, ainsi qu'éventuellement des canaux secondaires ou latéraux dont les sorties latérales 422 sont visibles sur la figure 9A. Cette plaque est par exemple obtenue par assemblage moléculaire de deux demi couches 452, 454 (figure 9B) de silicium dans lesquelles ont été respectivement gravés deux demi-canaux 416, 420, et les demi-canaux secondaires correspondants, ces deux plaques étant ensuite assemblées comme illustré sur la figure 9B. Chacune des plaques 452, 454 peut être la couche superficielle en silicium d'un composant SOI comportant en outre un substrat 459, 461, une couche d'isolant 455, 457. Les deux composants SOI sont traités pour réaliser deux demi-canaux 416, 420 dans cette couche superficielle, puis assemblés comme indiqué sur la figure 9B. Le substrat 459 et la couche isolante 455 sont ensuite éliminés, le substrat 461 étant temporairement conservé pour permettre un report comme illustré sur la figure 8A . On peut assembler ou empiler autant de plaques intermédiaires 456 que l'on ajoute de canaux principaux dans l'axe longitudinal BB' du dispositif. Les étapes suivantes du procédé, jusqu'à la libération des composants, sont identiques ou similaires à celles décrites ci-dessus. Des étapes similaires à celles des figures 9A et 9B peuvent être utilisées pour former non pas un canal 418 et des canaux secondaires, mais un guide d'onde longitudinal. Par exemple, de la silice est déposée ou formée dans les demi-canaux 416, 420, les deux composants 454, 452 étant ensuite assemblés comme décrit ci-dessus. On peut ainsi obtenir une structure telle que celle de la figure 3B. Les figures 10A - 10E illustrent un procédé de réalisation d'un dispositif un peu plus grand, avec des technologies silicium standard. Ce procédé convient notamment à la réalisation d'un dispositif tel que celui déjà mentionné ci-dessus, dont la largeur 1 et la hauteur H sont par exemple comprises entre 500 μm et 900 μm. Sur une plaque 80 de silicium, d'épaisseur par exemple comprise entre 250 μm et 500 μm, on réalise une cavité 82, destinée à former les plots de connexions électriques : cette cavité est obtenue par gravure humide du silicium 80 à travers un masque de nitrure de silicium ayant la forme adaptée. Puis, après passivation par dépôt d'une couche d'oxyde de silicium, on réalise un dépôt d'une couche 84 d'un métal noble et/ou biocompatible. Cette dernière est gravée, par gravure sèche ou humide à travers un masque de résine (non représenté sur la figure 10A) . Il est ensuite procédé au dépôt d'une couche 86 d'oxyde de silicium. Cette couche est gravée à travers un masque de résine, cette étape permettant de dégager des ouvertures 90 et de définir des plots 91 entre les différentes électrodes. Sur la figure 10B, la référence 88 désigne un masque, par exemple en résine ou en métal . On procède ensuite (figure 10C) à une gravure face arrière de la plaque 80 de silicium, afin de réaliser les demi-canaux et les ouvertures latérales 99 qui vont définir le réseau fluidique. Cette gravure est obtenue par gravure sèche, à travers un masque, par exemple de résine, formé sur une couche 97 de nitrure de silicium déposée en face arrière (figure 10B) . Deux composants ainsi obtenus sont ensuite assemblés, comme illustré sur la figure 10D. Sur cette figure, la référence 180 désigne la deuxième plaque de silicium dans laquelle est réalisé le deuxième demi- composant. On y voit également les ouvertures latérales 190 du réseau fluidique. Une étape de découpe, mise en œuvre à l'aide des techniques de gravure sèche déjà décrites ci-dessus, permet ensuite de libérer le dispositif (figure 10E) . Là encore on peut accroître le nombre de canaux selon des techniques similaires à celles expliquées ci-dessus en liaison avec les figures 8A - 8C et 9A - 9B. Selon une variante du procédé des figures 7A - 7N, on ne réalise pas deux demi dispositifs avec chacun un demi réseau fluidique, que l'on assemble ensuite, mais un réseau fluidique complet. Par exemple (figure 11) , la couche 56 de la figure 71 est gravée plus profondément, de manière à avoir à assembler le composant obtenu, non pas avec un composant identique comme sur la figure 7K, mais avec un composant dans lequel la couche 156 n'a pas été gravée. Les étapes ultérieures, conduisant à la libérations des composants 200, 300 sont similaires à ce qui a déjà été décrit. Cette variante peut aussi être combinée avec les variantes des figures 8A - 8C et 9A, 9B. Elle peut aussi s'appliquer au procédé des figures 10A - 10 E : dans ce procédé, le dispositif peut être réalisé par assemblage d'un composant similaire à celui de la figure 10C, gravé pour former un réseau fluidique, avec un deuxième composant qui n'est pas gravé pour former un tel réseau. Dans tous les procédés décrits ci-dessus, les dépôts de nitrure de silicium sont réalisés par LPCVD (« Low Pressure Chemical Vapor Déposition », ou dépôt chimique en phase vapeur basse pression) et de dioxyde de silicium par PECVD (« Pressure Enhanced Chemical Vapor Déposition », ou dépôt chimique en phase vapeur sous pression) ou par oxydation thermique. Des techniques de réalisation pouvant être mises en oeuvre dans le cadre de l'invention sont également décrites dans l'ouvrage de S olf et coll. « Silicon Processing, Vol .1 : Process Technology », Lattice press, California, 1986, en particulier p.161- 197, 407-513, 532, 539-585, et dans l'ouvrage « VLSI Technology », Ed. SM Sze, Me Graw Hill International Editions, Electrical & Electronic Engineering Séries », 1988, notamment p.375-421. Un microsystème selon l'invention permet soit d'obtenir des informations sur des structures cibles de petites dimensions, soit de diagnostiquer certaines pathologies ou fonctions via des capteurs électriques, électrochimiques ou biochimiques, soit de traiter ou inhiber certaines zones pathologiques par électrostimulation et/ou délivrance de substances actives in situ.

Claims

REVENDICATIONS
1. Microdispositif de diagnostic ou de thérapie in vivo, comportant : - un corps, sensiblement longitudinal et de section quadrilatérale, muni, dans le sens de sa longueur, d'au moins un canal principal (24) dont une entrée (18) est située à une première extrémité (14) du corps, - et un ou plusieurs canaux secondaires (26, 28) se raccordant à au moins un canal principal (24) et débouchant latéralement, par des sorties latérales (22, 222, 322, 422) .
2. Microdispositif selon la revendication
1, comportant en outre : une ou plusieurs électrodes (10) , disposées sur une portion extérieure du corps, - un ou plusieurs plot (s) (16) de connexion électrique situé (s) à la première extrémité (14) du corps, au voisinage de l'entrée (18) dudit canal.
3. Microdispositif de diagnostic ou de thérapie in vivo, comportant : - un corps, sensiblement longitudinal et de section quadrilatérale, muni, dans le sens de sa longueur, d'au moins un canal principal (24) dont une entrée (18) est située à une première extrémité (14) du corps, - une ou plusieurs électrodes (10) , disposées sur une portion extérieure du corps, - un ou plusieurs plot (s) (16) de connexion électrique situé (s) à la première extrémité (14) du corps, au voisinage de l'entrée (18) dudit canal.
4. Microdispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, les plots de connexion électrique comportant des micro-empreintes réalisées dans le corps du microdispositif.
5. Microdispositif selon la revendication
4, les micro-empreintes étant de hauteur et de largeur comprises entre 10 μm et 50 μm.
6. Microdispositif selon l'une des revendications 1 à 5, comportant au moins deux canaux principaux parallèles .
7. Microdispositif selon l'une des revendications 1 à 6, l'un au moins des canaux principaux débouchant à une deuxième extrémité (20) du corps, dite extrémité distale.
8. Microdispositif selon l'une des revendications 1 à 7, comportant une deuxième extrémité (20) en forme de biseau.
9. Microdispositif selon l'une des revendications 1 à 8, le corps ayant une section dont la dimension maximale est inférieure à 1 mm.
10. Microdispositif selon l'une des revendications 1 à 9, le corps ayant une section carrée ou rectangulaire dont chaque côté a une dimension maximale inférieure à 300 μm.
11. Microdispositif selon l'une des revendications 1 à 10, le corps ayant une section carrée ou rectangulaire dont chaque côté a une dimension maximale inférieure à 900 μm.
12. Microdispositif selon l'une des revendications 1 à 11, le corps ayant une extension longitudinale comprise entre 0,5 cm et 3 cm. 13. Microdispositif selon l'une des revendications 1 à 12, le corps ayant deux surfaces opposées parallèles (12,
13) entre la première et la deuxième extrémités (14, 20) .
14. Microdispositif selon l'une des revendications 1 à 13, l'entrée (18, 218, 219, 318 - 320) d'au moins un canal principal (24) étant en forme d' entonnoir.
15. Microdispositif selon l'une des revendications 1 à 14, le corps du dispositif étant en silicium.
16. Microdispositif selon l'une des revendications 1 à 15, comportant en outre un guide d'onde (221) .
17. Procédé de réalisation d'un microdispositif sensiblement longitudinal de diagnostic ou de thérapie in vivo comportant : - la réalisation de deux portions du microdispositif, chaque portion comportant au moins un demi-canal s'étendant selon la direction longitudinale du microdispositif (24), ou une première portion comportant un canal s 'étendant selon la direction longitudinale du microdispositif, l'assemblage des deux portions, directement entre elles ou avec une couche intermédiaire (256, 456) , de manière à former au moins un canal, dit canal principal, s'étendant selon la direction longitudinale.
18. Procédé selon la revendication 17, comportant en outre la réalisation, sur au moins une des deux portions, d'une ou plusieurs électrodes (10, 62, 162), et d'un ou de plusieurs plot (s) (16, 53, 153, 162, 164) de connexion électrique.
19. Procédé selon la revendication 18, l'électrode ou les électrodes, ainsi que le ou les plots de connexion étant obtenus par gravure puis dépôt de métal biocompatible (62) .
20. Procédé selon l'une des revendications 17 à 19, chacune des portions étant réalisé dans une couche superficielle de silicium d'un substrat SOI.
21. Procédé selon l'une des revendications 17 à 20, comprenant une couche intermédiaire (456) comportant elle-même un canal fluidique (418) .
22. Procédé selon l'une des revendications
17 à 21, comportant en outre la réalisation d'au moins une portion de canal secondaire se raccordant au demi- canal ou au canal principal, l'assemblage des deux portions de corps formant au moins un canal secondaire se raccordant au canal principal.
23. Procédé selon l'une des revendications 17 à 22, comportant en outre une étape de réalisation d'un guide optique (221).
EP04805845A 2003-11-27 2004-11-19 Microdispositif de diagnostic et de therapie in vivo Withdrawn EP1703925A1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0350919A FR2862881B1 (fr) 2003-11-27 2003-11-27 Microdispositif de diagnostic et de therapie in vivo
FR0450446A FR2862882B1 (fr) 2004-03-04 2004-03-04 Microdispositif de diagnostic et de therapie in vivo.
PCT/FR2004/050602 WO2005053775A1 (fr) 2003-11-27 2004-11-19 Microdispositif de diagnostic et de therapie in vivo

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1703925A1 true EP1703925A1 (fr) 2006-09-27

Family

ID=34655199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP04805845A Withdrawn EP1703925A1 (fr) 2003-11-27 2004-11-19 Microdispositif de diagnostic et de therapie in vivo

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20070276193A1 (fr)
EP (1) EP1703925A1 (fr)
WO (1) WO2005053775A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3003033B1 (fr) 2013-03-07 2015-04-17 Commissariat Energie Atomique Dispositif de prelevement d'un echantillon de liquide par capillarite et procede d'analyse associe

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5591139A (en) * 1994-06-06 1997-01-07 The Regents Of The University Of California IC-processed microneedles
US6010461A (en) * 1998-09-01 2000-01-04 Sitek, Inc. Monolithic silicon intra-ocular pressure sensor and method therefor
US7048723B1 (en) * 1998-09-18 2006-05-23 The University Of Utah Research Foundation Surface micromachined microneedles
EP1233811A2 (fr) * 1999-11-12 2002-08-28 Leo Rubin Methodes de traitements d'arret cardiaque ou d'hypertension pulmonaire et compositions d'usages associes comprenant un polypeptide intestinal vaso-actif et un dispositif cardiaque a regulation electrique et chimique et techniques d'utilisation associees
DE10029946A1 (de) * 2000-06-17 2001-12-20 Merck Patent Gmbh Integrierte optische Wellenleiter für mikrofluidische Analysensysteme
CA2420682A1 (fr) * 2000-08-31 2002-03-07 Jason R. Mondro Systeme microfluidique
NL1016779C2 (nl) * 2000-12-02 2002-06-04 Cornelis Johannes Maria V Rijn Matrijs, werkwijze voor het vervaardigen van precisieproducten met behulp van een matrijs, alsmede precisieproducten, in het bijzonder microzeven en membraanfilters, vervaardigd met een dergelijke matrijs.
US7127284B2 (en) * 2001-06-11 2006-10-24 Mercator Medsystems, Inc. Electroporation microneedle and methods for its use
US6844213B2 (en) * 2001-06-14 2005-01-18 Integrated Sensing Systems Process of forming a microneedle and microneedle formed thereby
US6560472B2 (en) * 2001-06-21 2003-05-06 Microhelix, Inc. Multi-channel structurally robust brain probe and method of making the same
US7087444B2 (en) * 2002-12-16 2006-08-08 Palo Alto Research Center Incorporated Method for integration of microelectronic components with microfluidic devices

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005053775A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005053775A1 (fr) 2005-06-16
US20070276193A1 (en) 2007-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1967581B1 (fr) Procédé compatible CMOS de fabrication des structures de micro-aiguilles
EP1985579B1 (fr) Schéma de connexion pour l'assemblage orthogonal de microstructures
Lin et al. Silicon-processed microneedles
EP2343550B1 (fr) Micro-aiguille améliorée
US9014796B2 (en) Flexible polymer microelectrode with fluid delivery capability and methods for making same
KR101310767B1 (ko) 생체 신호 측정용 테트로드 및 그 제조 방법
US20220071537A1 (en) Micro-molded electrodes, arrays, and methods of making the same
Seidl et al. In-plane silicon probes for simultaneous neural recording and drug delivery
KR20180125530A (ko) 나노기공 감지를 위한 절연체-막-절연체 장치의 웨이퍼-척도 어셈블리
EP4009865B1 (fr) Systeme de surveillance corporelle comprenant une microaiguille
WO2006128028A2 (fr) Encpasulation polymere de niveau plaquette pour dispositifs a microstructure
WO2006108053A2 (fr) Systeme d'administration par diffusion et procedes de fabrication
WO2010004144A1 (fr) Sonde implantable
JP4351073B2 (ja) 細胞膜組織の電気生理的な特性を測定するための基質と方法
WO2010005479A1 (fr) Méthode de fabrication de sondes neurales tridimensionnelles à interfaces électriques et chimiques
FR3099696A1 (fr) Systeme de surveillance corporelle comprenant une microaiguille
FR3072772A1 (fr) Capteur monolithique integre biocompatible, notamment pour dispositif medical implantable actif
FR2881339A1 (fr) Dispositif de prelevement moleculaire par contact
EP1703925A1 (fr) Microdispositif de diagnostic et de therapie in vivo
FR2862881A1 (fr) Microdispositif de diagnostic et de therapie in vivo
FR2862882A1 (fr) Microdispositif de diagnostic et de therapie in vivo.
WO2021023882A1 (fr) Systeme de surveillance corporelle comprenant une microaiguille
EP3772329A1 (fr) Systeme de surveillance corporelle comprenant une microaiguille
WO2004037096A1 (fr) Microcapteur d’effort en cisaillement et outil terminal d’instrument chirurgical
EP1363699B1 (fr) Structure d'electrodes implantable

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20060512

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20090915

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20140401

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTC Intention to grant announced (deleted)
INTG Intention to grant announced

Effective date: 20140506

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20141028

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20141119

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20150331