Des chercheurs sud-coréens ont mis au point un microrobot qui utilise un système de propulsion inspiré d’un protozoaire cilié : la paramécie. Ce microrobot contrôlé à distance pourrait, à l’avenir, se déplacer dans le sang et délivrer des médicaments directement au bon endroit.
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En général, un médicament administré par une voie traditionnelle se déplace dans tout l'organisme même s'il est destiné à soigner un organe en particulier. C'est pourquoi les traitements médicamenteux peuvent occasionner des effets secondaires indésirables (nausées, maux de tête, diarrhéesdiarrhées, rougeurs...) dans les organes qui ne sont pas forcément la cible du traitement.

Un microrobot nageur qui apporterait directement le médicament là où il est nécessaire (au niveau d'une tumeurtumeur ou d'une artèreartère bouchée par exemple) pourrait résoudre ce problème. Mais comment faire pour qu'un microrobot se déplace dans le sang et dans la bonne direction ? Souvent, pour résoudre un problème technique, le biomimétisme permet de trouver des approches fonctionnelles efficaces pour un coût énergétique moindre.

Des scientifiques du DGIST de Daegu, en Corée du Sud, se sont donc inspirés de ce qu'ils pouvaient trouver dans la nature pour propulser leur microrobot. En effet, des micro-organismesmicro-organismes comme les bactériesbactéries, les protozoaires, sont capables de se propulser dans des fluides grâce à des systèmes spécifiques. Ainsi, la paramécieparamécie possède des cilscils, comparables à des poils, qui lui permettent de se déplacer.


Dans cette vidéo, vous pouvez observer le déplacement du microrobot. © DGIST, extrait des vidéos en supplément de l’article Fabrication and Manipulation of Ciliary Microrobots with Non-reciprocal Magnetic Actuation, de Sangwon Kim et al., paru dans Scientific Reports (2016)

Un microrobot propulsé grâce au mouvement des cils

Dans un article paru dans la revue Scientific Reports, les chercheurs décrivent la fabrication de microrobots ciliés inspirés de la paramécie. La structure du microrobot a été fabriquée grâce à la lithographielithographie laser 3D. Le robotrobot mesure 220 µm de long et se déplace à une vitessevitesse de 340 µm par seconde. De fines couches de nickelnickel et de titanetitane ont été déposées uniquement sur les cils.

Par un système de bobine électromagnétique, les chercheurs ont fait battre les cils. Ce battement produit une force de propulsion qui permet le déplacement du microrobot, grâce à l'attraction magnétique. Le microrobot est très maniable, avec des angles de variations de 0 à 110°, et se déplace assez vite.

Ces caractéristiques du microrobot permettent d'envisager de le faire se déplacer dans des vaisseaux sanguins. L'étape suivante, pour les chercheurs, consistera à vérifier qu'il est biocompatible et non toxique in vivo.