Avaler un minuscule capteur plutôt que passer par un examen invasif : c’est la promesse des dispositifs ingestibles. Leur point faible tient aux matériaux, souvent toxiques pour le patient comme pour l’environnement. Le projet européen ELFO, mené en Italie, a donc cherché des composants électroniques dans l’assiette : miel, pigment de dentifrice, bêta-carotène ou algues nori. Résultat, des transistors, des capteurs et une batterie que l’on peut manger — et à la fin, tu peux tester si tu ferais confiance à une telle pilule.
Les technologies implantables et ingestibles changent déjà la façon dont les médecins observent le corps humain. Elles leur transmettent en temps réel des données physiologiques, comme le pH ou la température corporelle, et ouvrent la voie à des traitements ciblés. L’intérêt est évident : moins d’interventions invasives, donc moins de stress et de risques pour les patients.
Une petite pilule qui traverse le système digestif et mesure ce qui s’y passe peut, dans certains cas, éviter un examen bien plus lourd. Reste à savoir de quoi cette pilule est faite.
La plupart des dispositifs actuels contiennent des matériaux toxiques. Ils représentent une menace pour les patients, mais aussi pour l’environnement, puisqu’ils finissent en déchets électroniques. Cette contrainte a aussi un effet très concret sur l’organisation des soins.
Mario Caironi, coordinateur du projet ELFO au Laboratoire d’électronique imprimée et moléculaire de la Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, le résume ainsi : « L’administration de la plupart des dispositifs ingestibles actuels doit être supervisée pour des raisons de sécurité, ce qui limite les possibilités de mettre en place des programmes de dépistage à grande échelle ».
D’où l’idée du projet, financé par le Conseil européen de la recherche dans le cadre du programme Horizon 2020 (1,98 million d’euros, de septembre 2020 à août 2025) : fabriquer de l’électronique à partir d’aliments, d’ingrédients alimentaires et d’additifs non toxiques.
L’argument principal tient en une phrase de Mario Caironi : « Une fois leur fonction remplie, ces composants électroniques peuvent être naturellement digérés, voire métabolisés, sans générer de déchets électroniques ».
La liste des ingrédients ressemble davantage à une recette qu’à une fiche technique. Parmi les matériaux utilisés par l’équipe, on trouve notamment :
Pour assembler ces composants, les chercheurs ont misé sur des techniques à base de liquides et à basse température, comme l’impression jet d’encre.
Le travail a commencé par la constitution d’une bibliothèque de matériaux candidats. Deux critères comptaient : des propriétés électroniques intéressantes et la possibilité d’être assimilés facilement par l’organisme, conformément aux normes de l’Autorité européenne de sécurité des aliments et de la FDA américaine.
Les matériaux retenus ont ensuite été optimisés, puis plongés dans des liquides gastriques et intestinaux simulés. Objectif : vérifier qu’ils conservent leurs propriétés une fois dans le corps, là où l’environnement est loin d’être tendre pour l’électronique.
Certains résultats ont surpris l’équipe elle-même. « C’était très passionnant de constater que certains matériaux pour le moins inattendus se révélaient étonnamment performants. Le miel s’est avéré particulièrement adapté à la commande des transistors, tandis que le pigment du dentifrice constitue un semi-conducteur stable et de grande qualité », raconte Mario Caironi.
Autrement dit, deux produits du quotidien, que l’on trouve dans n’importe quelle cuisine ou salle de bains, se sont révélés capables de remplir des fonctions de base de l’électronique.
Le résultat le plus médiatisé d’ELFO est sans doute la première batterie rechargeable comestible au monde. Elle associe riboflavine, quercétine, algues nori, charbon actif, or alimentaire et eau salée. Le magazine TIME l’a classée parmi les meilleures inventions de 2023.
Grâce à un module de récupération d’énergie, une telle batterie doit permettre aux pilules intelligentes de se recharger. « Nous avons fait évoluer la batterie comestible au point qu’elle peut alimenter la plupart des dispositifs ingestibles. Quant au capteur alimentaire, il peut enregistrer le moment où un aliment a été décongelé puis recongelé, indiquant ainsi qu’il n’est plus propre à la consommation », précise le coordinateur.
L’équipe a ainsi mis au point deux produits conceptuels : une pilule intelligente qui surveille le système gastro-intestinal et un capteur radiofréquence qui contrôle la sécurité des aliments.
Le projet a aussi donné lieu à des demandes de brevets : l’une pour une pâte d’oléogel conductrice, l’autre pour une méthode de transmission de données qui exploite la conductivité naturelle du corps.
Ces travaux servent de base à un nouveau projet, EAT, lui aussi soutenu par le Conseil européen de la recherche. « EAT entend développer la première pilule entièrement comestible capable de mesurer le temps de vidange gastrique, une donnée utile aux nutritionnistes pour étudier la satiété. Nous voulons faire de cette pilule comestible une plateforme capable d’intégrer à l’avenir d’autres capteurs pour diverses applications », explique Mario Caironi.
Le projet ELFO montre que l’électronique n’a pas forcément besoin de matériaux toxiques. Miel, pigment de dentifrice, bêta-carotène ou algues nori peuvent devenir des transistors, des semi-conducteurs, des capteurs et même une batterie rechargeable. Testés dans des fluides digestifs simulés, ces composants sont conçus pour être digérés sans laisser de déchets électroniques. À terme, ils pourraient rendre les examens plus doux pour les patients et faciliter le dépistage à grande échelle, tandis que le projet EAT vise une pilule entièrement comestible capable de mesurer la vidange gastrique.
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