Des millirobots sans fil naviguent dans les vaisseaux sanguins pour la première fois

Dans une première mondiale, des millirobots sans fil ont réussi à naviguer dans un vaisseau sanguin étroit, à la fois dans le sens du flux artériel et contre celui-ci. Cette technologie pourrait ouvrir la voie à de nouvelles méthodes pour traiter les caillots sanguins, une cause majeure de décès dans le monde. Plongez dans cette exploration fascinante de la médecine du futur.

Des chercheurs de l’Université de Twente et du Radboudumc ont inséré des robots en forme de vis dans une aorte détachée avec des reins, où ils les ont contrôlés à l’aide d’un aimant rotatif contrôlé par robot.

Health Holland a récemment attribué une subvention pour développer davantage cette technologie afin de pouvoir éliminer les caillots sanguins.

Chaque année dans le monde, une personne sur quatre meurt de conditions causées par des caillots sanguins. Un caillot sanguin bloque un vaisseau sanguin, empêchant le sang de délivrer de l’oxygène à certaines zones du corps. Les chirurgiens peuvent utiliser des instruments flexibles pour éliminer le caillot sanguin, permettant ainsi au sang de circuler à nouveau, mais certaines régions du corps sont difficiles à atteindre. Les millirobots peuvent surmonter ces limitations et éliminer les caillots sanguins des vaisseaux sanguins difficiles à atteindre.

Triomphe synergique

Les chercheurs ont démontré que ces millirobots étaient capables de voyager à travers les vaisseaux sanguins. Mais pour ce faire, les millirobots ont besoin d’énergie, de voyager en amont et en aval et d’être contrôlés et localisés avec précision. Enfin, ils doivent être biocompatibles et ne causer aucun autre dommage à l’intérieur des vaisseaux sanguins.

Au Centre Médical Technique de l’Université de Twente, les chercheurs ont mis en place leur expérience avec une véritable aorte et des reins.

« Cela a nécessité une approche interdisciplinaire et la collaboration de nombreux départements différents. Le Laboratoire de Robotique, le Laboratoire de biointerface, le laboratoire de sang, le DesignLab, LipoCoat, et MESA+ nous ont tous aidés à obtenir ce résultat réussi », explique le chercheur Islam Khalil.

Guidé par la précision

Dans l’expérience, les chercheurs ont utilisé un champ magnétique rotatif contrôlé par robot pour contrôler les millirobots sans fil. Avec une machine à rayons X, ils ont pu localiser le millirobot tout en le dirigeant à travers l’aorte.

Les chercheurs ont maintenu un flux artériel maximum de 120 ml par minute à l’intérieur de l’aorte. Mais avec un champ magnétique plus fort, les millirobots devraient être capables de surmonter un flux sanguin plus important.

Les millirobots ont effectué des courses droites stables avec et contre le flux, et également avec plusieurs robots en même temps.

Merveilles miniatures

Les robots eux-mêmes sont des objets en forme de vis imprimés en 3D avec un petit aimant permanent à l’intérieur.

« Cet aimant minuscule de seulement un millimètre de long et un millimètre de diamètre est placé de telle manière qu’il peut faire tourner la ‘vis’ dans les deux sens. Cela permet de nager contre le courant puis de se retourner et de nager en arrière », explique Islam Khalil. La petite taille permet d’utiliser plusieurs robots en même temps. Et la forme de vis permet de percer un caillot sanguin.

Libération du potentiel

« Ces millirobots ont un énorme potentiel en chirurgie vasculaire », déclare Michiel Warle, chirurgien vasculaire au Radboudumc. « Actuellement, nous utilisons des anticoagulants et des outils flexibles, mais un millirobot peut se rendre dans des artères difficiles à atteindre alors qu’ils n’ont besoin que de petites incisions pour être insérés. »

Dans une nouvelle collaboration avec le Radboudumc et Triticum Medical (Israël), les chercheurs développeront davantage les millirobots pour leur permettre d’éliminer les caillots sanguins sans fil. Le consortium examinera les moyens d’exploiter cette technologie favorisant la croissance collaborative en robotique médicale et en médecine technique.

Outre la fragmentation des caillots sanguins pour permettre la circulation sanguine des artères, la technologie peut potentiellement être utilisée pour d’autres interventions ciblées. « Les robots peuvent délivrer des médicaments à des endroits très spécifiques du corps où le médicament est le plus nécessaire. De cette façon, nous avons des effets secondaires minimaux dans le reste du corps », conclut Islam Khalil.

En synthèse

Les millirobots sans fil représentent une nouvelle frontière dans le domaine de la médecine. Capables de naviguer dans les vaisseaux sanguins, ils pourraient révolutionner le traitement des caillots sanguins, une cause majeure de décès dans le monde. Alors que la technologie continue de se développer, nous pouvons nous attendre à voir de plus en plus d’applications pour ces merveilles miniatures.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce qu’un millirobot ?

Un millirobot est un robot de très petite taille, généralement de l’ordre du millimètre. Ils sont souvent utilisés dans des applications médicales pour naviguer dans des zones du corps humain qui sont difficiles à atteindre.

Comment les millirobots sont-ils contrôlés ?

Les millirobots sont généralement contrôlés à distance à l’aide de champs magnétiques. Dans cette étude, un champ magnétique rotatif contrôlé par robot a été utilisé pour diriger les millirobots.

Quel est le potentiel des millirobots en médecine ?

Les millirobots ont un énorme potentiel en médecine, notamment en chirurgie vasculaire. Ils peuvent être utilisés pour naviguer dans des vaisseaux sanguins étroits et éliminer les caillots sanguins, une cause majeure de décès dans le monde.

Comment les millirobots sont-ils alimentés ?

Les millirobots sont alimentés par des champs magnétiques. Ils n’ont pas besoin de batteries ou de fils, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans le corps humain.

Quels sont les défis à surmonter pour l’utilisation des millirobots en médecine ?

Il y a plusieurs défis à surmonter pour l’utilisation des millirobots en médecine. Ils doivent être capables de naviguer avec précision, d’être contrôlés à distance, d’être biocompatibles et de ne pas causer de dommages supplémentaires aux vaisseaux sanguins. De plus, ils doivent être capables de surmonter le flux sanguin dans les vaisseaux sanguins.

Références

Université de Twente, « Des millirobots sans fil naviguent dans les vaisseaux sanguins pour la première fois », 2023.