Un dispositif biocompatible à commande magnétique

Les scientifiques qui travaillent à l’amélioration des dispositifs médicaux ont créé une nouvelle façon de fabriquer des machines de taille micro. Les machines, qui sont fabriquées à partir des matériaux biocompatibles, connus sous le nom d’hydrogel, pourraient être implantées dans le corps. Voici ce que l’ingénieur biomédical Sam Sia a dit au sujet de l’étude, les résultats ont été publiés dans la revue Science Robotics.

Quelle est l’idée derrière votre méthode de fabrication de périphérique?

Nous avons développé une méthode pour fabriquer de très petits dispositifs non à partir de silicium ou de métal, mais à base de matériaux biologiques. Ce sont les mêmes classes de matériaux trouvés dans votre corps, donc, ils sont intrinsèquement biocompatibles. Nous avons dû développer de nouvelles techniques de fabrication parce que les matériaux biologiques sont doux, et donc ils ne peuvent pas être traités de la même manière que le silicium ou le métal. Nous pouvons également déclencher leurs fonctions sans fil après l’implantation. Dans cette étude, nous utilisons le magnétisme pour déclencher des mouvements dans le microdispositif.

Quelles sont les utilisations potentielles pour ce type de microdispositif ?

À l’avenir, de tels microdispositifs implantés pourront potentiellement délivrer des médicaments [ou] réparer des organes à l’intérieur du corps, tous contrôlés sans fil. Nous développons différentes versions de l’appareil pour traiter différents problèmes médicaux.

In vivo movement of implantable MEMS device.
(A) Schematic diagram of the Geneva drive device with payloads before implantation. Geneva drive devices are fabricated with fluorescent references (red and green fluorescent beads) to aid in vivo imaging to track the movement of the gears within the device. The reservoirs are filled with AF680-dextran and FITC-dextran solutions. (B) In vivo imaging shows the implanted Geneva drive device in the dorsum of the mouse. Fluorescent references are visible postimplantation. The device is in the “off” position. The inset shows the device as imaged by the Maestro Cri Imager before implantation. (C) Fluorescent images show operation of the Geneva drive device in an in vivo environment, including the position of the references within the device and hence the state of the device after each actuation. The animal protocol for this study was approved by the Institutional Animal Care and Use Committee of Columbia University.

Résumé

Les microdispositifs implantables ont souvent des composants statiques plutôt que des pièces en mouvement et présentent une biocompatibilité limitée. Cet article montre une méthode de fabrication rapide qui peut produire des caractéristiques de matériaux biocompatibles jusqu’à des dizaines de micromètres d’échelle, avec des motifs complexes et composites dans chaque couche. En exploitant les propriétés mécaniques uniques des hydrogels, nous avons mis au point un «mécanisme de verrouillage» pour l’actionnement et le déplacement précis des pièces mobiles, qui peuvent fournir des fonctions telles que les vannes, les collecteurs, les rotors, les pompes et la livraison de charges utiles. Les composants hydrogels peuvent être réglés dans un large éventail de propriétés mécaniques et diffusives et peuvent être contrôlés après l’implantation sans alimentation prolongée. Dans un modèle de souris d’ostéosarcome (un cancer des os – la plus fréquente des tumeurs malignes prenant naissance dans l’os), le déclenchement de la libération de doxorubicine de l’appareil pendant 10 jours a montré une efficacité de traitement élevée et une toxicité faible, à 1/10 de la dose de chimiothérapie systémique standard. Globalement, cette plate-forme, appelée systèmes microélectromécaniques implantables ou iMEMS (des micromachines implantables  (implantable MEMS)), permet le développement de microdispositifs implantables biocompatibles avec une large gamme de composants mobiles mouvants qui peuvent être contrôlés sans fil à la demande, de manière à résoudre les problèmes d’alimentation et de biocompatibilité des appareils.

Science Robotics  04 Jan 2017:
Vol. 2, Issue 2,
DOI: 10.1126/scirobotics.aah6451

L’avenir de l’extrémisme : l’intelligence artificielle et la biologie synthétique transformeront le terrorisme

Dr. Bertalan Meskó, The Medical Futurist

par Dr. Bertalan Mesko, futuriste, médecin hongrois, généticien, auteur et conférencier.

Il n’y avait pas beaucoup de gens qui avaient entendu parler du bioterrorisme avant le 11 septembre. Mais peu de temps après les attentats, une vague d’envoi d‘anthrax a détourné l’attention du public vers une nouvelle arme dans l’arsenal des terroristes – le bioterrorisme. Un procureur fédéral américain a constaté qu’un enquêteur biologique de l’armée était responsable de l’envoi des lettres enrobées à l’anthrax qui ont tué 5 personnes et en ont blessé 15 en 2001. Les cas ont suscité une grande attention des médias et la crainte d’un nouveau type de guerre terroriste.

Cependant, comme dans tous les battages médiatiques, celui sur le bioterrorisme a disparu rapidement.

Mais en regardant vers l’avenir, je crois que nous ne pouvons pas lui accorder autant d’attention que nous le devrions. Bien qu‘il puisse être effrayant, nous devons nous préparer au pire. C’est la seule façon dont nous pouvons être disposés à atténuer les dommages causés par tout abus nuisible si (et quand) ils surviennent.

En fin de compte, cela signifie investir dans la recherche liée à la politique et la gouvernance entourant une foule de nouvelles technologies. C’est là réside une partie des problèmes les plus pressants.

À l’avenir, les implants cérébraux seront en mesure d’habiliter les humains avec des superpuissances à l’aide de puces qui nous permettent d’entendre une conversation à travers une pièce, de nous donner la possibilité de voir dans l’obscurité, de contrôler les humeurs, de restaurer nos souvenirs, ou “télécharger” des compétences comme dans la trilogie du film Matrix. Cependant, les neuro-dispositifs implantables pourraient aussi être utilisés comme des armes1 dans les mains des mauvaises personnes.

Lorsque nous avons implanté des puces dans notre cerveau pour améliorer les capacités cognitives, il pourrait servir de plate-forme pour les pirates et causer des dommages à distance. Ils pourraient activer les fonctionnalités, éteindre les appareils, ou bombarder le cerveau avec des messages nuisibles aléatoires. Ils pourraient même contrôler ce que vous pensez et, par extension, comment vous agissez.

Hacker le cerveau : la menace ultime ?

Heureusement, il existe plusieurs initiatives qui visent à comprendre exactement comment ces technologies pourraient fonctionner, ce qui pourrait nous donner les connaissances nécessaires pour garder une longueur d’avance.

A mesure que le marché des portables médicaux et des capteurs commence vraiment à exploser, il est logique de penser à l’avance à ce qui pourrait suivre de cette “révolution portable”. Je pense que la prochaine étape sera à l’intérieur, digestible/ingérable et le tatouage électronique.

« Intérieur » comme des dispositifs implantés dans le corps, généralement sous la peau. En fait, il y a des gens qui ont déjà de tels implants, qu’ils peuvent utiliser pour ouvrir un ordinateur portable, un smartphone, ou même la porte du garage. « Digestible/ingérable » comme des pilules ou de minuscules gadgets qui peuvent être avalés, ce qui pourrait être des choses comme l’absorption des médicaments. Les tatouages électroniques sont des tatouages avec des capacités « intelligentes ». Ils pourraient facilement mesurer tous nos paramètres de santé et les signes vitaux.

Tous ces dispositifs minuscules peuvent être utilisés de manière abusive – certains pourraient être utilisés pour injecter des drogues létales dans un organisme ou pour dépouiller une personne de sa vie privée. C’est la raison pour laquelle il est de la plus haute importance de prêter attention à l’aspect de sécurité de ces dispositifs. Ils peuvent être vulnérables aux attaques, et notre vie (littéralement) dépendra des précautions de sécurité de la société développant les capteurs. Cela peut ne pas sembler trop réconfortant – mettre votre santé dans les mains d’une entreprise -, mais les implants micropuces sont fortement réglementés aux États-Unis, et nous sommes donc déjà à la recherche de solutions aux problèmes entourant ce progrès.

À l’avenir, les robots à l’échelle nanométrique pourront vivre dans notre circulation sanguine ou dans nos yeux et prévenir les maladies en alertant le patient (ou médecin) quand une condition est sur le point de se développer. Ils pourraient interagir avec nos organes et mesurer chaque paramètre de santé, intervenant au besoin.

Les nanorobots sont si minuscules qu’il est presque impossible de découvrir quand quelqu’un, par exemple, en met un dans votre verre et vous l’avalez. Certaines personnes craignent que, par l’utilisation de ces appareils minuscules, une surveillance totale devienne possible. Il pourrait également y avoir la possibilité d’utiliser des nanorobots pour délivrer des médicaments toxiques ou même mortels pour les organes.

En recherchant maintenant des moyens d’identifier quand ces nanorobots sont utilisés, nous pourrions potentiellement empêcher leur utilisation abusive à l’avenir.

Les robots sont rapidement devenus omniprésents dans un certain nombre d’industries. Les robots chirurgicaux constituent l’une des souches les plus importantes. Par exemple, le système chirurgical Da Vinci permet à un chirurgien d’opérer avec une vision, une précision et un contrôle amélioré. Cependant, ces types de robots ont certaines indications de sécurité et de confidentialité qui ne sont pas encore explorées en détail.

L’année dernière, le MIT a rapporté que des chercheurs de l’Université de Washington ont démontré avec succès qu’une cyberattaque pouvait être menée contre des télérobots médicaux. Imaginez ce qui pourrait arriver si un hacker perturbe une opération en perturbant la connexion de communication entre le chirurgien robot et l’humain donnant des commandes au scalpel robotique. Le cryptage et l’authentification ne peuvent pas déjouer tous les types d’attaques, mais les entreprises doivent investir dans ce processus pour s’assurer que les opérations sont sans danger.

Les laboratoires communautaires, tels que The Citizen Science Lab à Pittsburgh, sont de plus en plus populaires. Le but de ces laboratoires est de susciter davantage d’intérêt pour les sciences de la vie chez les citoyens – des petits enfants aux retraités. Dans ces laboratoires, les gens peuvent (pour la plupart) travailler sur ce qu’ils veulent, de la production d’un médicament à l’utilisation de l’édition du génome. Toutefois, de tels projets de bricolage biotech suscitent beaucoup de préoccupations en matière de sécurité.

À mesure que le prix du matériel de laboratoire diminue, les éléments de l’expérimentation scientifique deviennent abordables pour une grande variété de personnes … Bien entendu, cela inclut les criminels et les terroristes, qui pourraient utiliser ces laboratoires pour créer des médicaments, des biomatériaux pour l’utilisation d’armes ou des organismes synthétiques nuisibles.

La Food and Drug Administration des États-Unis a tenu un atelier, en 2016, afin de mieux comprendre l’impression 3D et le bioprinting (impression de tissus vivants) et comment ces technologies pourraient être utilisées et maltraitées. Des conversations similaires sont actuellement en cours sur la modification du génome avec la technologie CRISPR (récemment, un rapport publié par UK Nuffield Council on Bioethics).

L’intelligence artificielle se développe à un rythme incroyable et, bien sûr, la plus grande crainte n’est pas que les IA prendront nos emplois … c’est qu’elles vont prendre nos vies.

L’inquiétude est que les IA deviendront si sophistiquées, qu’elles fonctionneront mieux que le cerveau humain, et après un certain temps, elles prendront le contrôle. En fait, Stephen Hawking a même dit que le développement de l’intelligence artificielle complète, pourrait signifier la fin de l’espèce humaine. Elon Musk a eu des sentiments similaires, et en réponse, a lancé OpenAI, une société de recherche à but non lucratif qui vise à promouvoir et à développer une IA qui reste bénéfique pour l’humanité. L’organisation envisage finalement de rendre ses brevets et ses recherches ouvertes au public.

De loin, le scénario le plus effrayant implique le piratage des systèmes d’IA que nous aurons. Imaginez une voiture autonome qui n’est plus sous votre contrôle. Ou un drone militaire qui n’est plus contrôlé par l’armée.

C’est certainement un monde que nous devons éviter, et nous devons donc agir maintenant pour empêcher ces réalités.

Note :

1 Brevets américains pour les technologies de manipulation et contrôle de l’esprit ; Interfaces cerveau-ordinateur : des fonds militaires pour contrôler les sentiments ; Neurosciences : un système fait entendre tout haut ce que notre cerveau raconte ; Les scientifiques décodent les pensées, lisent l’esprit des personnes en temps réel ; José Delgado et ses dispositifs de contrôle de l’esprit par la stimulation électrique du cerveau ; De la possibilité d’influencer directement n’importe quel cerveau humain grâce à l’induction électromagnétique d’algorithmes fondamentaux, par le Professeur Michael A. Persinger ; Les scientifiques ont repéré le circuit cérébral qui pourrait aider à effacer la peur ;

The Medical Futurist

Des nanorobots capables de libérer des médicaments dans le corps par le contrôle de l’esprit

Qui aurait pu penser que les cafards pouvaient venir en aide à l’humanité ?

Les scientifiques de la Bar-Ilan University, avec l’aide du Interdisciplinary Center en Israël, ont conçu des nanorobots injectables, et ils les testent sur ces petites créatures. Étonnamment, cette technologie contrôle la libération de médicaments nécessaires au cerveau pour le fonctionnement même de ce dernier.

Ce travail a été publié dans le journal PLOS ONE.

Ces robots microscopiques sont équipés de nanoparticules en oxyde de fer qui agissent comme des « portes » pour le contrôle de la libération de médicaments nécessaires au cerveau. Ces portes peuvent être contrôlées par électroencéphalographie (EEG) induite par des électroaimants. Ces derniers répondent, et « ouvrent » lorsque se présente un motif cérébral spécifique détecté par l’EEG. En particulier, l’EEG peut être calibrée pour répondre à un épisode psychotique et les robots vont alors libérer les médicaments pour soulager le patient.

A cette fin, l’équipe affirme que les nanorobots peuvent être très utiles dans le cas de problèmes mentaux tels que la schizophrénie ou les troubles de déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité.

Quoi qu’il en soit, à ce jour, ces méthodes n’ont pas été approuvées pour la phase de test sur les êtres humains, et c’est à ce moment-là que les cafards font leur entrée : l’équipe les utilise pour perfectionner cette technologie.

traduction Virginie Bouetel

Engadget, PLOS ONE

Robotique ingérable : une batterie comestible pourrait permettre de diagnostiquer des maladies depuis l’intérieur de votre corps

The whole thing is supported structurally by PLGA, and encapsulated in gelatin(Credit: Stephanie Strasburg)

Le domaine de la « robotique comestible » pourrait permettre à des machines robotiques d’explorer l’intérieur d’un corps humain et d’établir des diagnostiques. Mais un souci majeur concerne la sécurité de tels équipements, ainsi que la toxicité des matériaux utilisés pour les fabriquer. Parmi ces derniers se trouvent les batteries, qui constituent des éléments essentiels pour ces dispositifs, et contiennent souvent des produits chimiques dangereux, voire mortels pour les êtres humains.

Des chercheurs ont créé une batterie comestible. Cette source d’énergie produit une charge électrique puis est éliminée hors du corps par les voies naturelles. Elle peut tenir dans une pilule/gélule. Lors d’une présentation au National Meeting and Exposition of the American Chemical Society, les chercheurs ont décrit une batterie dérivée de la mélanine, un pigment cutané qui participe à la protection du corps contre les rayons UV.

La mélanine se charge d’ions appelés radicaux libres, et absorbe les métaux tels que le zinc, l’aluminium, et le fer. En gros, cela permet à la mélanine de fonctionner comme une batterie parfaitement adaptée aux besoins en question. La batterie constituée de mélanine joue le rôle d’électrode positive ou négative, à laquelle s’ajoute de l’oxyde de manganèse, du sodium titanium phosphate, du cuivre et du fer, naturellement présents dans le corps humain.

Cette batterie produit jusqu’à 5 milliWatt d’énergie à un dispositif pendant au moins 18 heures, et ce, en utilisant seulement 600 milligrammes de mélanine active dans le rôle d’une cathode. Cela peut paraître infime, et pourtant, c’est suffisant pour faire fonctionner un dispositif comestible capable de libérer des médicaments ou de détecter quelque chose.

Cette sorte de boîte est intégrée dans une gélule en gélatine comestible produite par impression 3D, similaire à celles des compléments alimentaires. Dans l’éventualité où la gélule éclate, la mélanine et les autres composants seront digérés ou métabolisés par le corps, sans effets secondaires.

Traduction Virginie Bouetel

Newatlas, EurekAlert

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Une armée de nanorobots cible avec précision des tumeurs cancéreuses

Communiqué de presse

L’administration de médicaments anticancéreux redéfinie

Des chercheurs de Polytechnique Montréal, de l’Université de Montréal et de l’Université McGill viennent de faire une percée spectaculaire dans la recherche sur le cancer. Ils ont mis au point de nouveaux agents nanorobotiques capables de naviguer à travers le système sanguin pour administrer avec précision un médicament en visant spécifiquement les cellules actives des tumeurs cancéreuses. Cette façon d’injecter des médicaments assure un ciblage optimal de la tumeur et évite de compromettre l’intégrité des organes et des tissus sains environnants. Grâce à cette nouvelle approche, la dose de médicament, hautement toxique pour l’organisme humain, pourrait être largement réduite.

Cette avancée scientifique vient d’être publiée dans le prestigieux journal Nature Nanotechnology sous le titre «Magneto-aerotactic bacteria deliver drug-containing nanoliposomes to tumour hypoxic regions»

. L’article fait état des résultats de recherches effectuées sur des souris chez lesquelles on a administré, avec succès, des agents nanorobotiques dans des tumeurs colorectales.

crédit Polytechnique Montréal

« Cette armée d’agents nanorobotiques était en fait constituée de plus de 100 millions de bactéries flagellées – donc autopropulsées – et chargées de médicaments qui se déplaçaient en empruntant le chemin le plus direct entre le point d’injection du médicament et la zone du corps à traiter », explique le professeur Sylvain Martel, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en nanorobotique médicale et directeur du Laboratoire de nanorobotique de Polytechnique Montréal, qui dirige les travaux de l’équipe de chercheurs. « La force de propulsion du médicament a été suffisante pour parcourir efficacement le trajet et pénétrer profondément dans les tumeurs. »

Lorsqu’ils parviennent à l’intérieur d’une tumeur, les agents nanorobotiques peuvent, de manière entièrement autonome, détecter les zones tumorales appauvries en oxygène (dites « hypoxiques »), et y livrer le médicament. Cette hypoxie est causée par l’importante consommation d’oxygène engendrée par la prolifération rapide des cellules tumorales. Les zones hypoxiques sont reconnues comme étant résistantes à la plupart des traitements, incluant la radiothérapie.

Accéder aux tumeurs en empruntant des voies aussi petites qu’un globule rouge et en traversant des microenvironnements physiologiques complexes comporte toutefois plusieurs défis. Le professeur Martel et son équipe ont donc eu recours à la nanotechnologie pour y parvenir.

Bactérie avec boussole

Pour se déplacer, les bactéries utilisées par l’équipe du  professeur Martel comptent sur deux systèmes naturels. Un genre de boussole, créée par la synthèse d’une chaîne de nanoparticules magnétiques, leur permet de se déplacer dans le sens d’un champ magnétique, alors qu’un capteur de concentration d’oxygène leur permet d’atteindre et de demeurer dans les zones actives de la tumeur. En exploitant ces deux systèmes de transport et en exposant les bactéries à un champ magnétique contrôlé par ordinateur, les chercheurs ont démontré que ces bactéries pouvaient imiter parfaitement les nanorobots artificiels du futur, imaginés pour ce genre de missions.

« Cette utilisation novatrice des nanotransporteurs aura un impact non seulement sur la création de concepts d’ingénierie plus poussés et de méthodes interventionnelles inédites, mais elle ouvre aussi tout grand la voie à la synthèse de nouveaux vecteurs de médicaments, d’imagerie et de diagnostic, poursuit le professeur Martel. La chimiothérapie, si toxique pour l’ensemble du corps humain, pourrait utiliser ces nanorobots naturels pour amener le médicament directement à la zone ciblée, ce qui permettrait d’éliminer les désagréables effets secondaires tout en augmentant l’efficacité thérapeutique. »

Les travaux du professeur Sylvain Martel ont reçu le très précieux appui du Consortium québécois sur la découverte du médicament (CQDM), des Chaires de recherche du Canada, du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), de la Chaire de recherche de Polytechnique en nanorobotique, de MITACS, de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) et des National Institutes of Health (NIH). L’Hôpital général juif de Montréal, le Centre universitaire de santé McGill (CUSM), l’Institut de recherche en immunologie et en cancérologie (IRIC), ainsi que le Centre de Recherche sur le Cancer Rosalind et Morris Goodman ont également participé à ces travaux de recherche prometteurs.

Une puce microfluidique reproduit la jonction neuromusculaire

Réplication de la connexion entre les muscles et les nerfs

La nouvelle puce pourrait aider à tester des médicaments pour la SLA et d’autres troubles neuromusculaires.

Des ingénieurs du MIT ont développé un dispositif microfluidique qui réplique (reproduit) la jonction neuromusculaire – la connexion vitale où le nerf rencontre le muscle. Le dispositif, de la taille d’une pièce de 0,25$, contient une simple bande musculaire et un petit ensemble de motoneurones (ou neurones moteurs). Les chercheurs peuvent influencer et observer les interactions entre les deux, au sein d’une matrice tridimensionnelle réaliste.

The researchers fabricated a microfluidic device with two important features: a three-dimensional environment, and compartments that separate muscles from nerves to mimic their natural separation in the human body. They suspended muscle and neuron cells in a hydrogel and injected them in the millimeter-sized compartments (thin channels shown in blue) and supplied culture medium from each side of the neuron/muscle tissue (large channels shown in blue) to mimic a three-dimensional environment.
Image: Sebastien Uzel

Les chercheurs ont génétiquement modifié les neurones dans le dispositif pour répondre à la lumière. En projetant la lumière directement sur les neurones, ils peuvent précisément stimuler ces cellules, qui à leur tour envoient des signaux pour exciter la fibre musculaire. Les chercheurs ont aussi mesuré la force que le muscle exerce dans le dispositif quand celui-ci tremble (se convulse) et se contracte en réponse.

Les résultats publiés en ligne sur Science Advances, peuvent aider les scientifiques à comprendre et identifier des médicaments pour traiter la sclérose latérale amyotrophique SLA (maladie de Charcot), plus communément connue sous le nom de maladie de Lou Gehrig, aussi bien que d’autres conditions neuromusculaires.

« La jonction neuromusculaire est impliquée dans un grand nombre de troubles très invalidants, parfois brutaux et mortels, pour lesquels beaucoup de choses restent encore à découvrir », dit Sebastien Uzel, qui a dirigé les travaux en tant que diplômé du Department of Mechanical Engineering du MIT. « L’espoir est, être capable de former des jonctions neuromusculaires in vitro nous aidera à comprendre comment certaines maladies fonctionnent ».

Les coauteurs d’Uzel comprennent Roger Kamm, le Cecil and Ida Green Distinguished Professor of Mechanical and Biological Engineering au MIT, suivi de l’ancien étudiant diplômé aujourd’hui post-doctorant Randall Platt, chercheur scientifique Vidya Subramanian, ancien étudiant chercheur Taylor Pearl, senior post-doctorant Christopher Rowlands, ancien post-doctorant Vincent Chan, professeure associée de biologie Laurie Boyer, et le professeur d’ingénierie mécanique et d’ingénierie biologique Peter So.

Pour en savoir plus : MIT News

Traduction Thomas Jousse

Microfluidic design and assembly.
(A) The microfluidic design features three parallel gel regions accessible by six gel filling ports and flanked by two medium channels connected to four medium reservoirs. A surrounding vacuum channel allows for temporary bonding. Scale bar, 2 mm. (B) The platform is composed of a top microfluidic layer assembled on top of a PDMS membrane featuring two sets of two capped pillars (inset), itself bonded to a coverslip. (C) Schematic displaying the final coculture arrangement: embedded in a hydrogel, muscle bundles that are wrapped around and exerted force to the pillars are innervated by neurospheres located in the opposite gel chamber separated by a 1-mm-wide gel region.

Des micro-robots télécommandés sont maintenant disponibles pour les interventions chirurgicales

Collaboration between EPFL and ETHZ produced a new technique for building microrobots that could be used to deliver drugs and perform other medical operations in the human body. (Image Credit: Selman Sakar)

Les scientifiques du monde entier se sont penchés sur les moyens de traiter diverses maladies à l’aide de robots miniatures au cours de ces dernières années. Ces robots seraient en mesure de remplacer les chirurgies complexes et invasives telles que l’ouverture des artères obstruées ou délivrer des médicaments à des emplacements spécifiques dans le corps.

Teva s’associe avec Microchips Biotech pour l’utilisation de micro-puces administrant des médicaments
Un implant sous-cutané pour une médecine plus précise

Un scientifique de l’EPFL nommé Selman Sakar ainsi que Bradley Nelson et Hen-Wei Huang de ETHZ ont collaboré pour créer une méthode pour construire ces robots, qui disposent de fonctionnalités avancées. Dans le même temps, ils ont également mis au point une plate-forme de test pour des conceptions multiples et divers types de locomotion. Ainsi, ils ont été en mesure de mettre sur pied les micro-robots qui sont à la fois complexes et reconfigurables. La plate-forme de manipulation a également été construite pour contrôler les robots à distance par le biais de champs électromagnétiques et leur permettre de modifier leurs formes en utilisant la chaleur.

Ces robots ne fonctionnent pas sur moteurs, ils sont souples et flexibles puisqu’ils ont été faits avec des nanoparticules magnétiques et d’hydrogel biocompatible. Les nanoparticules font que les micro-robots nagent et se déplacent lors de l’application d’un champ électromagnétique et leur donnent aussi une forme particulière lorsqu’ils sont en cours de fabrication.

Nanotechnologies : la révolution invisible

La construction d’un micro-robot est une procédure complexe impliquant de nombreuses étapes. Tout d’abord, les nanoparticules sont mises à l’intérieur des couches d’hydrogel biocompatible. Après le champ électromagnétique permet d’obtenir des nanoparticules orientées dans différents endroits, puis l’hydrogel est solidifié à l’aide d’une technique de polymérisation.

L’étape suivante consiste à placer le robot dans l’eau pour que l’architecture 3D finale du micro-robot soit formée. Au cours de ce processus, le robot se pliera, selon la disposition des nanoparticules qui sont dans le gel.

Une fois que cette opération est terminée, le robot est fait pour nager en utilisant un champ électromagnétique. Le robot va se dérouler et changer de forme une fois qu’il est devenu chaud. Fabriquer le robot de cette façon, a donné aux chercheurs la possibilité de construire un micro-robot spécifique qui pourrait agir de la même façon que la bactérie qui est connue pour provoquer la maladie du sommeil, également connu sous le nom de trypanosomiase africain. Cette bactérie est propulsée par un flagelle, mais une fois à l’intérieur de la circulation sanguine, un mécanisme de survie se met en marche.

L’étude a été publiée dans Nature intitulé « Soft micromachines with programmable motility and morphology ».

Science News Journal

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Un robot origami ingérable pour livrer des médicaments

“It’s really exciting to see our small origami robots doing something with potential important applications to healthcare,” Daniela Rus says. Pictured, an example of a capsule and the unfolded origami device. Photo: Melanie Gonick/MIT

Dans les expériences impliquant une simulation de l’œsophage humain et de l’estomac, les chercheurs du MIT, de l’Université de Sheffield et de Tokyo Institute of Technology ont dévoilé une capsule qui peut se dérouler une fois avalée. La capsule révolutionnaire est orientée par les champs magnétiques externes et est susceptible d’être utilisée pour aider à supprimer des objets, raccommoder les blessures internes, ou livrer des médicaments.


Un robot origami miniature capable de s’auto-plier, marcher, nager et se dissoudre


La capsule est faite d’intestin de porc séché (généralement utilisé comme enveloppe à saucisses) et un petit aimant. Lorsqu’elle est pliée, elle peut être ingérée facilement par un patient et une fois qu’elle atteint l’estomac, elle se déroule dans les jus acides où elle est guidée pour effectuer la tâche à accomplir.

La conception de la capsule est encore un travail en cours, mais elle offre beaucoup de potentiel de développement et d’utilisation future.

« Pour les applications à l’intérieur du corps, il faut un petit système, contrôlable, et un robot autonome » déclare Daniela Rus, directrice du MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) et co-créatrice du robot. « Il est vraiment difficile de contrôler et de placer un robot à l’intérieur de l’organisme si le robot est fixé à une attache. »

La prochaine étape consiste à ajouter des capteurs au robot pour qu’il puisse se contrôler lui-même sans avoir besoin d’un champ magnétique extérieur.

MIT News