Résumé Abstract

Développements en spectroscopie et microscopie non linéaire pour
l’étude morphologique et fonctionnelle de la peau humaine
Résumé
La peau est un organe qui enveloppe le corps, elle est une barrière naturelle importante et
efficace contre envahisseurs différents. Pour le traitement des maladies dermatologiques et
dans l'industrie cosmétique, les applications topiques sur la peau sont utilisées largement,
ainsi beaucoup d'efforts dans la recherche de la peau ont été visant à comprendre
l'absorption moléculaire et les mécanismes d'efficacités. Cependant, il reste difficile
d’obtenir la visualisation d'haute résolution en 3D avec sélectivité chimique et la
quantification dans la recherche de la peau. La Spectroscopie et la microscopie non-linéaire,
la fluorescence excitée à 2-photon (TPEF), la diffusion Raman spontanée, la diffusion Raman
cohérente anti-Stokes (CARS) et la diffusion Raman stimulée (SRS), sont introduit dans ce
travail pour l'identification sans ambiguité de la morphologique de la peau et la détection
des molécules appliquées de façon topique. Plusieurs méthodes quantitatives basées sur la
spectroscopie et microscopie non linéaire sont proposées ensuite pour l'analyse chimique en
3D sur la peau reconstruite, ex vivo et in vivo la peau humaine. En plus, afin de s'adapter aux
applications cliniques à venir, un design endoscopique est étudié pour permettre l’imagerie
non linéaire dans les endoscopes flexibles.
Mots clefs : peau, pore sudoral, in vivo, spectroscopie et microscopie non linéaire,
endoscopie
Human Skin Investigations using Nonlinear Spectroscopy and Microscopy
Abstract
Skin is an organ that envelops the entire body, acts as a pivotal, efficient natural barrier
towards various invaders. For the treatment of major dermatological diseases and in the
cosmetic industry, topical applications on skin are widely used, thus many efforts in skin
research have been aimed at understanding detailed molecular absorption and efficacy
mechanisms. However, it remains difficult to obtain high-resolution visualization in 3D
together with chemical selectivity and quantification in skin research. Nonlinear
spectroscopy and microscopy, including two-photon excited fluorescence (TPEF),
spontaneous Raman scattering, coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) and
stimulated Raman scattering (SRS), are introduced in this work for unambiguous skin
morphological identification and topical applied molecules detection. Several quantitative
methods based on nonlinear spectroscopy and microscopy are designed for 3D chemical
analysis in reconstructed skin, ex vivo and in vivo human skin. Furthermore, to adapt to
forthcoming clinical applications, an endoscopic design is investigated to bring nonlinear
imaging in flexible endoscopes.
Keywords : skin, sweat gland, in vivo, nonlinear spectroscopy and microscopy, endoscopy