UN MOUVEMENT HELICOIDAL COMMANDE PAR UN CHAMP MAGNETIQUE A L’ECHELLE MICROSCOPIQUE : Des robots microscopiques unissent leurs forces pour déboucher les artères

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Des essaims de robots magnétiques microscopiques pourraient prendre la place des meilleurs chirurgiens – vasculaires pour nettoyer et déboucher les artères. Ces micro-robots ressemblent et se déplacent comme des bactéries de forme hélicoïdale. Elles ont été développées par des ingénieurs en mécanique à l’Université Drexel (Philadelphie) comme les composants d’une trousse de chirurgie et assemblées par l’Institut Gyeongbuk Daegu de la science et de la technologie ( DGIST ) en Corée du Sud.

 Les microswimmers sont des chaînes de trois ou plus de grains d’oxyde de fer, rigidement reliés entre eux par des liaisons chimiques et la force magnétique. Ces chaînes sont si petites de ​​l’ordre du nanomètre, qu’ils peuvent naviguer dans le sang comme un sous marin. Les billes sont mises en mouvement par un champ magnétique externe qui provoque une mise en rotation de chacune d’elle. Parce qu’elles sont liées entre elles, leurs rotations individuelles provoquent la torsion de la chaine comme un tire-bouchon et ce mouvement propulse le microswimmer. 

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En contrôlant le champ magnétique, Kim* peut diriger la vitesse et la direction des microswimmers. Les chercheurs peuvent lier différents colliers de perles entre eux pour faire des chaînes plus longues. Ces macro-microswimmers peuvent ensuite développer davantage de forces.  La technologie de microswimmer à commande magnétique est la solution idéale. Les microswimmers sont composées de billes biodégradables inorganiques de sorte qu’ils ne déclencheront pas de réaction immunitaire dans le corps. Et il est possible d’ajuster leur taille et d’adapter leur rugosité avec précision afin de l’adapter à tout type d’occlusion artérielle

 L’inspiration de Kim pour l’utilisation des robots nageurs minuscules provient en fait d’une bactérie malveillante qui fait des ravages dans le corps parce qu’elle creuse des terriers à travers les tissus sains c’est la bactérie qui cause la maladie de Lyme. Sa forme en spirale lui procure son mouvement et crée en même temps la destruction cellulaire qui en résulte.

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La sonde, est conçue par Bradley Nelson de l’EPF de Zurich, un pionnier dans le domaine de la chirurgie microrobotique. Le plan de l’équipe est d’utiliser un cathéter pour délivrer les microswimmers directement au niveau de l’artère bouchée. De là, les nageurs se frayeraient un chemin dans le bouchon et le détruirait complètement.

 Une fois que le flux est rétabli dans l’artère, les chaînes de microswimmer pourraient se disperser et être utilisées pour administrer un médicament anti-coagulant directement dans la zone affectée pour empêcher un nouveau blocage dans l’avenir. Cette procédure pourrait supplanter les deux méthodes les plus courantes pour le traitement des artères bloquées : le stenting et l’angioplastie. La pose d’un stent est un moyen de créer une dérivation de la circulation sanguine à travers l’artère en insérant une série de tubes, tandis que l’angioplastie pousse le bouchon en élargissant l’artère à l’aide d’une sonde gonflable.

  » Les traitements actuels pour occlusion totale chronique n’ont qu’environ 60 pour cent de succès », a déclaré Kim. «Nous croyons que la méthode que nous développons pourrait atteindre 80-90 pour cent de succès et, éventuellement, réduire le temps de convalescence. »Des chercheurs d’autres institutions, y compris l’EPF de Zurich , Université nationale de Séoul , l’Université de Hanyang, Institut coréen des sciences et de la technologie , et le centre médical Samsung vont développer un appareil qui ressemble à une machine d’imagerie par résonance magnétique, qui permettra aux médecins de diriger magnétiquement l’ensemble de la chirurgie. DGIST prévoit de tester la technologie en laboratoire et les paramètres cliniques dans ses locaux au cours des quatre prochaines années.

(*) : MinJun Kim, PhD, a professor in the College of Engineering and director of the Biological Actuation, Sensing & Transport Laboratory (BASTLab) –

article traduit depuis : http://drexel.edu/now/archive/2015/June/microswimmer-surgery/

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