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Afin de répondre aux attentes en matière de santé d’une population croissante et vieillissante, nous avons besoin de solutions intelligentes, efficaces et abordables. L’une de ces solutions consiste à implanter de petits dispositifs capables de réagir automatiquement et à distance à toute une série de problèmes de santé.
La bonne nouvelle, c’est qu’ils existent déjà, comme les moniteurs de glucose en continu portés par les diabétiques. Les scientifiques réalisent de grandes avancées dans la mise au point de nouveaux dispositifs biomédicaux innovants qui, une fois implantés dans le corps, peuvent mesurer en continu le rythme cardiaque d’un patient ou libérer des médicaments directement dans la circulation sanguine.
La mauvaise nouvelle est que leur potentiel est fortement limité par le manque de matériaux sûrs et biocompatibles. «Bien qu’un certain nombre de dispositifs médicaux miniatures soient en cours de développement, ils contiennent souvent des composés à base de plomb qui ne sont pas compatibles avec l’humain et sont donc nocifs pour lui», explique Nini Pryds, professeur à l’université technique du Danemark.
Avec le soutien du projet BioWings, financé par l’UE, Nini Pryds dirige un effort destiné à développer des matériaux intelligents, sûrs et biocompatibles. Ils seront utilisés dans la prochaine génération de systèmes microélectromécaniques (MEMS), qui intègrent à la fois des composants électroniques et mobiles.
«L’avenir de la médecine est dans le miniature, et nos matériaux contribueront à cet avenir en ouvrant la voie au développement de petits dispositifs non toxiques qui peuvent être implantés en toute sécurité dans le corps humain», ajoute Nini Pryds.
Un changement de paradigme dans l’application des nouveaux matériaux
Le projet entendait développer des matériaux biocompatibles présentant des propriétés similaires à celles des matériaux piézoélectriques, la norme de référence actuelle des MEMS, mais qui ne contiennent pas de plomb ni d’autres éléments nocifs.
Pour ce faire, les chercheurs ont concentré leur attention sur les matériaux à base d’oxyde de cérium, qui sont à la fois non toxiques et respectueux de l’environnement, et qui peuvent fonctionner dans des dispositifs à faible énergie. Ils offrent donc de nombreux avantages clés pour être potentiellement utilisés dans des dispositifs médicaux implantables.
«L’intégration de l’oxyde de cérium dans un système électromécanique biomédical révolutionnerait tout simplement la médecine telle que nous la connaissons, en créant un changement de paradigme en termes d’application de nouveaux matériaux et en ouvrant la voie à une nouvelle ère d’innovations médicales», explique Nini Pryds.
De nouveaux matériaux et dispositifs
Le projet BioWings se concentre sur les premières étapes: comprendre les propriétés et le comportement des matériaux à base d’oxyde de cérium et la manière dont ces propriétés peuvent être exploitées pour utiliser ce matériau dans différentes applications MEMS.
«Nous avons réalisé plusieurs avancées qui auront un impact immédiat sur le développement industriel des matériaux à base d’oxyde de cérium utilisés dans les dispositifs biomédicaux», note Nini Pryds.
Ces percées comprennent une technologie de film comparable aux meilleurs films minces à base de plomb, ainsi qu’un nouveau dispositif à film mince capable de déterminer le nombre de globules rouges d’un patient. En outre, les chercheurs ont démontré les performances supérieures de plusieurs matériaux différents à base d’oxyde de cérium.
Le projet a permis d’obtenir deux brevets, et ses résultats ont été présentés lors de plusieurs conférences internationales et dans différentes publications. Il a conduit au lancement de deux projets dérivés, Prisma et AcouSome, qui feront progresser les solutions matérielles destinées à façonner la prochaine génération d’appareils miniatures non toxiques.