EPFL: un fil de pêche pour atteindre les capillaires

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Médecine Des scientifiques de l'EPFL ont mis au point une nouvelle technique pour accéder à certaines zones du corps humains sans utiliser des méthodes trop invasives. Ce nouveau dispositif permettra de s'introduire facilement dans les capillaires d'un individu.

 22.12.2020, 18:07
Le flexible ultrafin est guidé dans les vaisseaux sanguins à l'aide de champs magnétiques.

Des scientifiques de l’EPFL ont conçu une technique permettant de faire naviguer un appareil électronique plus petit qu’un cheveu humain à l’intérieur des vaisseaux sanguins. Cela pourrait permettre de traiter des tumeurs cérébrales inatteignables autrement.

Lucio Pancaldi, doctorant, et Selman Sakar, professeur assistant à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), ont eu l’idée d’exploiter l’énergie hydrocinétique (énergie mécanique résultant du mouvement des liquides) pour atteindre certains endroits du corps humain sans avoir recours à des méthodes invasives.

La plus grande partie du cerveau reste inaccessible, car les outils existants s’avèrent encombrants.
Selman Sakar, professeur assistant à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)

«La plus grande partie du cerveau reste inaccessible, car les outils existants s’avèrent encombrants, et il est extrêmement difficile de naviguer dans le minuscule et tortueux système vasculaire cérébral sans provoquer de lésions tissulaires», explique Selman Sakar, cité mardi dans un communiqué de la haute école lausannoise.

Miniaturisation des techniques

Les médecins peuvent accéder aux artères des patients en poussant et en tournant des fils de guidage, puis en faisant glisser des tubes creux appelés cathéters. Dès que ces dernières rétrécissent, en particulier dans le cerveau, la technique d’avancement montre ses limites.

C’est pourquoi les scientifiques du Laboratoire des systèmes microbiorobotiques, en collaboration avec le groupe du Pr Diego Ghezzi, ont conçu un dispositif microscopique qui pourrait s’introduire dans les artérioles, voire les capillaires, avec une vitesse et une facilité sans précédent.

Notre technologie ne remplace pas un cathéter conventionnel, mais vient la compléter.
Lucio Pancaldi, doctorant à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)

«Notre technologie ne remplace pas un cathéter conventionnel, mais vient la compléter», précise Lucio Pancaldi. Le dispositif est composé d’une pointe et d’un corps ultraflexible en polymères biocompatibles.

Comme un hameçon dans le courant

«C’est comme si l’on jetait un hameçon de canne à pêche dans une rivière. Il va être transporté par le courant. Il suffit de retenir l’extrémité de l’appareil et de laisser le sang l’entraîner vers les tissus les plus périphériques. Nous faisons tourner doucement l’extrémité magnétique du dispositif aux bifurcations pour choisir un chemin spécifique», explique Lucio Pancaldi.

Comme aucune force mécanique n’est appliquée sur les parois des vaisseaux sanguins, le risque de causer des dommages est faible. Et l’exploitation du flux sanguin pourrait en outre permettre de réduire la durée d’une telle opération de plusieurs heures à quelques minutes. L’activation de l’appareil et la direction magnétique sont contrôlées par ordinateur.

 

 

«Nous pouvons imaginer qu’un robot chirurgical utilisera la carte détaillée du système vasculaire fournie par une IRM ou un scanner du patient pour guider de manière autonome le dispositif vers sa destination. L’ajout de l’intelligence artificielle transformerait les opérations endovasculaires», selon le Pr Sakar.

«Alternativement, un programme informatique pourrait également utiliser les informations visuelles fournies par un fluoroscope pour localiser l’appareil et calculer une trajectoire en temps réel afin de faciliter l’opération manuelle», ajoute le spécialiste.

Les chercheurs ont testé leur dispositif à l’intérieur de capillaires artificiels et sur le système vasculaire d’une oreille de lapin. La prochaine étape se réalisera sur des animaux, à l’aide d’un système d’imagerie de pointe. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Communications.

ATS

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