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Bientôt un nanorobot chirurgien à glisser dans une artère ?

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Un minuscule engin d'un quart de millimètre de diamètre serait capable de remonter le courant sanguin dans une artère pour atteindre une zone à opérer et utiliser des instruments miniatures, contrôlés à distance par un chirurgien. Ce scénario est en train de sortir de la science-fiction...

Schéma de principe d'un nanorobot équipé d'un moteur Proteus et de deux flagelles pour la propulsion. © J. Friends

Pour l'instant, le nanochirurgien capable de se glisser dans une artère n'existe pas encore. Mais une équipe australienne de la Monash University, dirigée par James Friend, vient de décrire un prototype dans la revue Journal of Micromechanics and Microengeenering.

Ce minuscule appareil comprend une tige hélicoïdale de 250 microns de diamètre, soit un quart de millimètre, qui peut être mise en rotation à l'aide d'un courant très faible. Appelée stator, elle se met à tourner sous l'effet d'un élément piézo-électrique. Couramment utilisé, un tel matériau - un cristal - a la propriété d'entrer en vibration sous l'effet d'un courant électrique, ou, à l'inverse de générer un courant au moindre choc. Les allume-gaz sont un exemple d'applications, ainsi que les moteurs des montres électroniques et les têtes de lecture de certains tourne-disques pas trop antiques.

Le prototype vu de près (cliquer sur l'image pour l'agrandir). La tige rainurée hélicoïdalement est le stator et mesure un peu plus de 1 millimètre de hauteur pour 250 microns de diamètre. Il peut tourner sur lui-même et porte une sphère visualisant la rotation. L'ensemble repose sur l'élément piézo-électrique (de couleur grise). © J. Friends et al.

La rotation de ce stator est transmise à un élément nommé rotor, une simple sphère sur le prototype réalisé pour valider le concept. Mais elle pourrait être remplacée par un système propulsif. Sur ses pages Web, James Friends montre un schéma (photo du bas de cet article), où le petit engin est muni de deux flagelles.

Fantastique voyage

Le prototype a permis de démontrer la faisabilité d'un tel moteur dans les dimensions requises pour une insertion dans une artère. Car, dans la longue lignée de l'assistance robotisée à la chirurgie, c'est bien la destinée de cet appareil. Ses concepteurs l'ont d'ailleurs baptisé Proteus, du nom du sous-marin microscopique imaginé par Isaac Asimov dans sa nouvelle Le voyage fantastique, reprise au cinéma dans un film au même titre. On y voit un équipage humain mais miniaturisé lui aussi et introduit avec le submersible dans le corps d'un homme pour aller détruire un caillot de sang à l'intérieur du cerveau.

Une telle mission pourrait un jour être confiée à un engin comme ce Proteus. Avec une rotation de 1.295 tours par minute, ce robot miniature pourrait, affirment les chercheurs, remonter le courant du flux sanguin si celui-ci n'est pas trop puissant, par exemple au niveau du cerveau, mais pas près du cœur où l'engin serait emporté.

Pour l'instant, l'appareil n'a aucune source d'énergie mais il pourrait être alimenté par des ondes électromagnétiques, de l'ordre de 2 à 3 watts. Il resterait ensuite à le doter d'un instrument. Une caméra serait une possibilité mais on peut imaginer n'importe quel capteur ou des petits systèmes micro-mécaniques (MemsMicro Electromechanical Systems), aujourd'hui très étudiés. C'est la prochaine étape...

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