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Que diriez-vous d’avoir de minuscules panneaux solaires implantés sous la peau ?

De minuscules panneaux solaires sous votre peau sont presque prêts à alimenter la prochaine génération de dispositifs médicaux.

Si nous pouvions récolter une fraction des photons frappant notre corps chaque jour, nous pourrions être des cyborgs avec des dispositifs médicaux alimentés par le soleil. Le concept a fait un pas en avant cette semaine où des chercheurs suisses (étude publiée sur Annals of Biomedical Engineering, le 3 janvier) ont montré que des panneaux de la taille d’un timbre-poste implantés sous la peau pourraient théoriquement générer suffisamment d’électricité pour exécuter des stimulateurs cardiaques et des dispositifs similaires qui exigent maintenant des batteries volumineuses.

A cross-section view of the simulated solar-powered pacemaker, and how it was worn by volunteers. (Bereuter, L., Williner, S., Pianezzi, F. et al. Ann Biomed Eng (2017))

A cross-section view of the simulated solar-powered pacemaker, and how it was worn by volunteers. (Bereuter, L., Williner, S., Pianezzi, F. et al. Ann Biomed Eng (2017))

L’étude, qui a duré six mois, a permis à 32 volontaires de disposer d’une boîte à sangle munie de filtres simulant la peau humaine contenant des panneaux solaires, des piles et de l’électronique. Les participants portaient le dispositif pendant une semaine en été, en automne et en hiver tout en suivant leurs habitudes quotidiennes. La puissance générée en moyenne était multipliée par 5 à 10 microwatts requis par un stimulateur cardiaque standard utilisé pour réguler les rythmes cardiaques irréguliers. Les chercheurs disent que la puissance la plus faible enregistrée pendant l’essai était de 12 microwatts.

L’équipe suisse affirme que l’étude est la première à générer des données réelles sur la façon dont les modèles typiques de mouvements humains pourraient rassembler suffisamment de puissance dérivée de la lumière pour les appareils tels que les stimulateurs cardiaques. Des études antérieures avaient simulé comment de tels dispositifs pouvaient fonctionner sous des lambeaux de peau de porc (qui ont des propriétés optiques similaires à la peau humaine), montrant que quelques minutes d’exposition directe au soleil suffisaient à charger un stimulateur cardiaque pendant toute une journée.

Dans la nouvelle étude, la lumière du soleil et la lumière artificielle ont alimenté les panneaux, avec une puissance considérable générée même à l’intérieur et pendant les jours nuageux. Mais c’est toujours une preuve de concept. Bien que pas beaucoup plus grand qu’une carte de crédit, le dispositif était encore trop grand et peu maniable pour être implanté dans le cou (où les panneaux absorberaient le plus de lumière). L’étape suivante consiste à concevoir et à tester un dispositif qui inclut des panneaux solaires plus petits et flexibles optimisés pour les conditions de faible luminosité et avec les matériaux appropriés pour envelopper en toute sécurité l’électronique qui passerait sous la peau d’une personne. Enfin, un dispositif médical à énergie solaire efficace devrait inclure une batterie mince pour stocker de l’énergie pendant des périodes où la lumière est insuffisante.

Mais si ces problèmes sont résolus, disent les chercheurs, nous pourrions bientôt voir une grande amélioration par rapport aux stimulateurs cardiaques actuels qui s’appuient sur des piles et doivent soit être régulièrement rechargés (sans fil) ou, plus souvent, remplacés par la chirurgie.

Quartz Media

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