Une nouvelle classe de matériaux synthétiques pourrait révolutionner la médecine moderne

La médecine moderne est en train de se transformer grâce aux constantes avancées réalisées dans les matériaux et les technologies. Les métamatériaux, fabriqués par l’homme et possédant des propriétés que l’on ne retrouve pas dans les matériaux naturels, sont conçus pour offrir les propriétés souhaitées pour un appareil spécifique. Cependant, une fois qu’un métamatériau a été produit, ses propriétés sont fixes et ne peuvent plus être modifiées.

C’est ce que le projet ABIOMATER, financé par l’UE, a cherché à changer. Lancé en 2015, ABIOMATER a réussi à concevoir des métamatériaux dont les propriétés peuvent être modifiées à distance en utilisant un champ magnétique. Avec ces métamatériaux, les partenaires du projet ont mis au point des dispositifs nageurs miniatures qui pourraient ouvrir la voie à de nouvelles applications dans du laboratoire sur puce et de la microfluidique. Leurs résultats sont rapportés dans un article publié dans la revue «Physics of Fluids».

Les dispositifs nageurs macroscopiques développés se composent d’une tête dure ferromagnétique et d’une queue flexible d’une longueur allant de 1 à 12 mm. La queue permet aux nageurs de se déplacer dans une direction spécifique lorsqu’un champ magnétique est appliqué. Les chercheurs ont montré que la vitesse des nageurs pouvait être contrôlée en manipulant la force (jusqu’à 3,5 mT) et la fréquence (entre 30 et 170 Hz) du champ magnétique externe.

Révolutionner le diagnostic et l’administration de médicaments

Bien que des dispositifs similaires aient déjà été fabriqués auparavant, il s’agit du premier nageur pouvant être fabriqué à l’échelle industrielle, ce qui permettrait de produire des puces microfluidiques à un coût moins élevé. Les dispositifs pourraient être utilisés pour administrer des médicaments à des zones ciblées du corps dans des environnements fluides, ouvrant la voie à des percées médicales majeures.

«Le développement de cette technologie pourrait changer radicalement notre façon de pratiquer la médecine. Les nageurs pourraient un jour être utilisés pour diriger les médicaments vers les zones appropriées du corps en naviguant dans les vaisseaux sanguins», a déclaré le professeur Feodor Ogrin, co-auteur de l’étude, de l’Université d’Exeter, dans un article de presse publié sur le site Web du coordinateur de projet. «Nous envisageons également d’utiliser des versions microscopiques du dispositif dans le cadre d’une technologie de "laboratoire sur puce", dans le cadre de laquelle des procédures complexes généralement effectuées en laboratoire, comme le diagnostic de maladie, sont effectuées sur une puce. Cela réduirait considérablement le temps nécessaire à la mise en œuvre des traitements, ce qui permettrait de sauver des vies».

L’enquête de l’équipe de recherche sur l’utilisation susmentionnée des dispositifs nageurs visait à déterminer s’ils pouvaient servir de pompes microfluidiques intégrées dans des systèmes de laboratoire sur puce. En microfluidique, des pompes à haute pression sont souvent nécessaires pour faire passer des liquides dans des canaux de taille microscopique. L’équipe a montré que les nageurs pouvaient facilement être modifiés pour agir comme des pompes, ce qui pourrait être un moyen efficace de manipuler des liquides à cette échelle.

ABIOMATER (Magnetically actuated bio-inspired metamaterials) arrive à son terme en avril 2019. Les prototypes développés devraient trouver des applications immédiates dans différents domaines technologiques, des systèmes de laboratoire sur puce aux implants biomédicaux. Avec ses réalisations, ABIOMATER jette les bases d’une médecine moins onéreuse.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
site web du projet ABIOMATER