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Combattre le glaucome en s’inspirant d’un papillon - Par : Hanen Hattab,

Combattre le glaucome en s’inspirant d’un papillon


Hanen Hattab
Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

Les ailes du Greta oto possèdent des propriétés optiques étonnantes

L’image d’en-tête a été achetée sur Istock.com et est protégée par des droits d’auteur.

Une équipe multidisciplinaire a créé un implant oculaire biomimétique qui aide à diminuer les risques du glaucome. La technologie reproduit les propriétés nanoscopiques du Greta oto, une espèce de papillon aux ailes transparentes, bordurées de lignes aux couleurs sombres, comme un vitrail. Leur étude s’intitule « Multifunctional biophotonic nanostructures inspired by the longtail glasswing butterfly for medical devices » et a été publiée le 30 avril 2018 dans la revue Nature Nanotechnology. Elle est coécrite par Vinayak Narasimhan, Radwanul Hasan Siddique, Jeong Oen Lee, Shailabh Kumar, Blaise Ndjamen, Juan Du, Natalie Hong, David Sretavan et Hyuck Choo.

 

Le glaucome est la deuxième cause de cécité dans le monde. Le dépistage du glaucome, avant l’apparition des premiers symptômes, peut éviter la perte de vue graduelle et irréversible associée à cette maladie. Pour ce faire, l’ophtalmologiste (ou l’optométriste) surveille la pression intraoculaire. En effet, lorsque la pression oculaire monte, elle peut endommager le nerf optique. Ce dernier n’est dès lors plus capable d’envoyer les signaux visuels au cerveau. Les médicaments peuvent réduire la pression oculaire et prévenir la perte progressive de la vision. Toutefois, ils doivent être pris dès l’apparition de signes de montée de pression.

Hyuck Choo, professeur assistant au Département de génie électrique et de sciences appliquées du California Institute of Technology (Caltech) et chercheur au Heritage Medical Research Institute, a supervisé la conception d’un implant oculaire qui vise à faciliter la surveillance de la pression intraoculaire des patients atteints de glaucome.

Un implant biophotonique en guise de capteur de pression intraoculaire

L’implant consiste en une lentille de forme cylindrique qui, une fois insérée dans l’œil, voit sa surface fléchir en fonction de la pression oculaire. En effet, lorsque la pression augmente, la profondeur de la cavité de la lentille, diminue. Un lecteur émet une lumière en direction de l’implant et mesure la profondeur de la cavité de la lentille. La microlentille fonctionne ainsi comme un capteur.

À ces débuts, la précision des mesures obtenues par ce système était limitée par l’angle du lecteur. Afin d’obtenir des mesures fiables, il faut positionner le lecteur perpendiculairement à la surface de l’implant. Au-delà de 5 degrés de plus ou de moins que l’angle prescrit, le lecteur renvoie des mesures erronées. Étant donné que l’objectif était que le patient prenne ces mesures lui-même, il a fallu trouver une solution pour rendre la prise de mesure plus facile et plus efficace. Pour ce faire, l’équipe a cherché un matériau qui donnerait à l’implant des propriétés optiques permettant une lecture précise, quel que soit l’angle d’incidence du faisceau lumineux envoyé par le lecteur. Le matériau devait répondre aussi aux contraintes biomédicales de la lentille. L’équipe a découvert une étude scientifique qui a résolu ce problème et a invité le chercheur responsable à se joindre à elle.

Les ailes du Greta oto

Radwanul Hasan Siddique, post-doctorant au Karlsruhe Institute of Technology en Allemagne, a étudié en 2015 l’aile du Greta oto. Il a découvert que sa surface se caractérise par une nanostructure qui lui donne des propriétés optiques intéressantes.

Les sections transparentes des ailes sont revêtues de petits piliers. Chacun mesure environ 100 nanomètres de diamètre. Ils sont espacés d’environ 150 nanomètres. La taille de ces piliers, de 50 à 100 fois plus petite que la largeur d’un cheveu humain, confère aux ailes du papillon des propriétés de transparence et d’antireflets. En effet, les piliers redirigent la lumière qui frappe les ailes. Le faisceau lumineux traverse ainsi entièrement la surface, quel que soit son angle d’incidence. Le chercheur a découvert aussi que la nanostructure éradique les bactéries qui se posent sur la surface de l’aile.

Fabrication de la lentille

L’équipe a fabriqué un matériau inspiré de la nanostructure de l’aile du Greta oto. Le matériau est hydrophile et antiadhérent pour éviter que des protéines, les bactéries et les cellules eucaryotes collent à la lentille. Pour reproduire la nanostructure de l’aile, les chercheurs ont utilisé deux polymères non miscibles, à savoir le polyméthacrylate de méthyle et le polystyrène, pour former des pilliers sur un substrat de nitrure de silicium. Les tests effectués ont montré que les mesures obtenues à partir de cette technologie sont aussi précises que celles faites avec un tonomètre, l’équipement utilisé par l’ophtalmologiste pour mesurer la pression intraoculaire.

Hanen Hattab

Profil de l'auteur(e)

Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

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