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Biocapteur de cerveau, sans fil et biorésorbable - Par : Luis Felipe Gerlein Reyes,

Biocapteur de cerveau, sans fil et biorésorbable


Luis Felipe Gerlein Reyes
Luis Felipe Gerlein Reyes Profil de l'auteur(e)
Luis Felipe Gerlein est étudiant au doctorat à l’ÉTS. Ses recherches portent sur la nanofabrication et la caractérisation de dispositifs optoélectroniques à base de chalcogénures de plomb, de nanostructures à base de carbone et de matériaux pérovskite.
Programme : Génie électrique 

Une équipe de neurochirurgiens de la faculté de médecine de l’université Washington, à St-Louis, et des ingénieurs de l’université de l’Illinois, à Urbana-Champaign, a récemment présenté un nouveau type de biocapteur crânien sans fil pour mesurer la pression et la température intracrâniennes. En outre, après quelques jours, ce biocapteur est absorbé par le corps du patient, ce qui évite d’avoir à le retirer par chirurgie.

Usage de ce biocapteur

Ce biocapteur a été créé dans le but d’observer, de façon précise, sécuritaire et moins invasive, l’état des patients qui ont subi un traumatisme crânien grave. Dans la plupart des cas, après un traumatisme crânien ou une chirurgie, l’observation est une étape cruciale dans le processus de guérison. Ce biocapteur fournit des mesures précises de la pression intracrânienne et de la température interne, là où tout changement peut entraîner des dommages irréversibles s’il n’est pas décelé à temps.

L’équipe chargée de ce projet croit que la technologie utilisée dans la fabrication de ce biocapteur peut servir à créer d’autres capteurs pour observer un grand nombre d’organes différents dans le corps, en plus du cerveau. Selon l’article scientifique, ces capteurs sont faits de matériaux qui se résorbent naturellement par hydrolyse et/ou par action métabolique, éliminant ainsi la nécessité d’en faire l’extraction, une fois les observations complétées.

Une mince couche de silicium nanoporeux (Si) et une nanomembrane de Si entrent dans la composition du biocapteur et servent de jauge de contrainte. Comme indiqué, les matériaux en Si se résorbent naturellement dans le corps par hydrolyse. Pour renforcer le produit, une couche additionnelle est placée entre le substrat et la jauge de copolymère d’acide lactique et d’acide glycolique (PLGA). Ce matériau se résorbe dans les biofluides en quatre à cinq semaines. Du point de vue médical, cette période de temps est suffisante pour mesurer les effets immédiats d’un traumatisme crânien ou d’une chirurgie crânienne.

Dimension du capteur de pression comparé à une tête d'épingle.

Dimension du capteur de pression comparé à une tête d’épingle.

Un capteur de température sans fil de dimension réduite – 3 mm sur 6 mm, ou la grandeur d’un petit timbre – a pu être intégré au système.  Le capteur est connecté par des fils de molybdène biodégradable (de 10 μm d’épaisseur) à un transmetteur sans fil, fixé à l’extérieur du crâne, et collecte les données à l’aide de la technologie courante de communication en champ proche.

Toute tentative de retrait de dispositifs d’observation invasifs comporte des risques. Le patient peut développer des infections et/ou des hémorragies. Les dispositifs actuels d’observation sont encombrants et très invasifs (câbles qui sortent de la tête); ils limitent les mouvements du patient et nuisent aux efforts de guérison.

Illustration de l'implant d'un capteur crânien, muni du module de communication sans fil. Illustration signée Julie McMahon.

Illustration de l’implant d’un capteur crânien, muni du module de communication sans fil. Illustration signée Julie McMahon.

Selon l’équipe de développeurs, ce nouveau capteur crânien est fait de matériaux biocompatibles; il sera résorbé dans le corps du patient et son efficacité a été prouvée dans les tests faits avec des rats. Le capteur de pression est si petit que le filage doit être réduit à des filaments très fins, ce qui aide à améliorer le processus de guérison. À l’heure actuelle, l’équipe se prépare à faire les essais sur les humains. Il est à espérer que ce dispositif si utile sera bientôt offert aux médecins partout dans le monde.

L’article scientifique est disponible en cliquant sur ce lien : source.

 

Luis Felipe Gerlein Reyes

Profil de l'auteur(e)

Luis Felipe Gerlein est étudiant au doctorat à l’ÉTS. Ses recherches portent sur la nanofabrication et la caractérisation de dispositifs optoélectroniques à base de chalcogénures de plomb, de nanostructures à base de carbone et de matériaux pérovskite.

Programme : Génie électrique 

Chaire de recherche : Chaire de recherche du Canada sur les matériaux et composants optoélectroniques hybrides 

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