Les "microrobots" médicaux pourraient un jour traiter les maladies de la vessie et d'autres maladies humaines
"Imaginez que les microrobots puissent effectuer certaines tâches dans le corps, comme des interventions chirurgicales non invasives"
Une équipe d'ingénieurs de l'université du Colorado à Boulder a conçu une nouvelle catégorie de robots minuscules et autopropulsés qui peuvent se faufiler dans les liquides à des vitesses incroyables et qui pourraient même un jour délivrer des médicaments sur ordonnance dans des endroits difficiles d'accès à l'intérieur du corps humain.
Les "microrobots" médicaux pourraient un jour délivrer des médicaments sur ordonnance dans tout le corps humain.
Shields Lab
"Imaginez que les microrobots puissent effectuer certaines tâches dans le corps, comme des interventions chirurgicales non invasives", explique Jin Lee, auteur principal de l'étude et chercheur postdoctoral au département de génie chimique et biologique. "Au lieu d'inciser le patient, nous pouvons simplement introduire les robots dans le corps par le biais d'une pilule ou d'une injection, et ils effectueront eux-mêmes la procédure".
Lee et ses collègues n'en sont pas encore là, mais la nouvelle recherche constitue un grand pas en avant pour les petits robots.
Les microrobots du groupe sont vraiment petits. Chacun mesure seulement 20 micromètres de large, soit plusieurs fois la largeur d'un cheveu humain. Ils sont également très rapides, capables de se déplacer à une vitesse d'environ 3 millimètres par seconde, soit environ 9 000 fois leur propre longueur par minute. En termes relatifs, c'est beaucoup plus rapide qu'un guépard.
Ils ont également un grand potentiel. Dans la nouvelle étude, le groupe a déployé des flottes de ces machines pour transporter des doses de dexaméthasone, un médicament stéroïdien courant, dans la vessie de souris de laboratoire. Les résultats suggèrent que les microrobots pourraient être un outil utile pour traiter les maladies de la vessie et d'autres maladies chez l'homme.
"Les robots à micro-échelle ont suscité beaucoup d'intérêt dans les milieux scientifiques, mais ce qui les rend intéressants pour nous, c'est que nous pouvons les concevoir pour qu'ils accomplissent des tâches utiles dans le corps", a déclaré C. Wyatt Shields, coauteur de la nouvelle étude et professeur adjoint de génie chimique et biologique.
Voyage fantastique
Si cela ressemble à quelque chose de tiré de la science-fiction, c'est parce que c'est le cas. Dans le film classique Fantastic Voyage, un groupe d'aventuriers se rend dans le corps d'un homme dans le coma à bord d'un sous-marin rétréci.
"Le film est sorti en 1966. Aujourd'hui, nous vivons à l'ère des robots à l'échelle du micromètre et du nanomètre", a déclaré M. Lee.
Il imagine que, comme dans le film, les microrobots pourraient circuler dans la circulation sanguine d'une personne, à la recherche de zones ciblées à traiter pour diverses affections.
L'équipe fabrique ses microrobots à partir de matériaux appelés polymères biocompatibles en utilisant une technologie similaire à l'impression 3D. Les machines ressemblent un peu à de petites fusées et sont équipées de trois minuscules ailerons. Elles sont également dotées d'un petit quelque chose en plus : Chacun des robots porte une petite bulle d'air piégée, semblable à ce qui se passe lorsque vous plongez un verre à l'envers dans l'eau. Si vous exposez les machines à un champ acoustique, comme celui utilisé pour les ultrasons, les bulles se mettront à vibrer frénétiquement, repoussant l'eau et propulsant les robots vers l'avant.
Les autres coauteurs de la nouvelle étude de CU Boulder sont Nick Bottenus, professeur adjoint de génie mécanique, Ankur Gupta, professeur adjoint de génie chimique et biologique, et les étudiants diplômés en ingénierie Ritu Raj, Cooper Thome, Nicole Day et Payton Martinez.
Pour tester leurs microrobots, les chercheurs se sont intéressés à un problème courant chez l'homme : les maladies de la vessie.
Apporter un soulagement
La cystite interstitielle, également connue sous le nom de syndrome de la vessie douloureuse, touche des millions d'Américains et, comme son nom l'indique, peut provoquer de fortes douleurs pelviennes. Le traitement de la maladie peut être tout aussi inconfortable. Souvent, les patients doivent se rendre plusieurs fois dans une clinique sur une période de plusieurs semaines, où un médecin injecte une solution agressive de dexaméthasone dans la vessie à l'aide d'un cathéter.
Lee pense que les microrobots pourraient apporter un certain soulagement.
Lors d'expériences en laboratoire, les chercheurs ont fabriqué des bancs de microrobots encapsulant de fortes concentrations de dexaméthasone. Ils ont ensuite introduit des milliers de ces robots dans la vessie de souris de laboratoire. Le résultat a été un véritable voyage fantastique : Les microrobots se sont dispersés dans les organes avant de se coller aux parois de la vessie, ce qui les rendrait probablement difficiles à expulser.
Une fois sur place, les machines ont lentement libéré leur dexaméthasone sur une période d'environ deux jours. Un tel flux régulier de médicaments pourrait permettre aux patients de recevoir plus de médicaments sur une période plus longue, a déclaré Lee, ce qui améliorerait les résultats pour les patients.
Il ajoute que l'équipe a encore beaucoup de travail à faire avant que les microrobots puissent se déplacer dans de véritables corps humains. Pour commencer, le groupe souhaite rendre les machines entièrement biodégradables afin qu'elles finissent par se dissoudre dans le corps.
"Si nous parvenons à faire fonctionner ces particules dans la vessie", a déclaré M. Lee, "nous pourrons alors obtenir une libération plus soutenue du médicament, et peut-être que les patients n'auront pas à se rendre à la clinique aussi souvent".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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