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En s’inspirant du pétoncle, les chercheurs de l’institut Max Planck de Stuttgart en Allemagne ont conçu un microrobot de quelques centaines de microns qui peut nager dans les fluides corporels. Dans un avenir pas très lointain, cet engin pourrait être injecté dans le corps pour diffuser des traitements médicaux. © Max Planck Institute
Si Google veut mettre au point une pilule capable d'aider à détecter les prémices du cancercancer, des chercheurs de l'institut Max Planck de Stuttgart en Allemagne envisagent carrément d'envoyer un mini sous-marinsous-marin naviguer dans le corps humain pour le soigner. Une idée finalement pas si nouvelle puisque dans les années 1960, le film de science-fiction Le voyage fantastique exploitait un tel scénario. Idem deux décennies plus tard avec le film nord-américain L'aventure intérieure, sorti en 1987. Aujourd'hui, la réalité est en passe de rejoindre cette fiction.
Le projet du groupe de recherche sur les systèmes micro, nano et moléculaires de l'institut Max PlanckMax Planck a pour objectif de concevoir un microrobot qui puisse être injecté dans les fluides corporels, voire des cellules individuelles et s'y déplacer par ses propres moyens afin de diffuser un traitement médical ou de faire de la thérapie géniquethérapie génique. Une solution qui permettrait dans certains cas d'éviter un acte chirurgical ou de le rendre moins invasifinvasif. L'équipe de chercheurs, qui comprend également des scientifiques de l'École polytechnique fédérale de Lausanne, de l'institut israélien de technologie et de l'institut de mathématiques appliquées de Dortmund, a publié un article dans la revue Nature Communications.
Cette structure minuscule est le microrobot que les chercheurs de l’institut Max Planck espèrent un jour faire circuler dans nos fluides corporels. Sa forme est dérivée de celle d’un pétoncle, avec deux coques en plastique qui s’ouvrent et se ferment pour lui permettre de nager. © Max Planck Institute
Le microrobot nage comme un pétoncle
On y apprend que pour concevoir leur microrobot, les scientifiques se sont une fois de plus inspirés de la nature et plus particulièrement d'un pétoncle. Le microrobot qui mesure 800 microns est composé de deux coques qui s'ouvrent et se fermentferment grâce à des charnières ferromagnétiques activées par un champ magnétique externe. Ce micro sous-marin pourrait ainsi nager dans les fluides corporels comme le sang, circuler dans le système lymphatiquesystème lymphatique ou même naviguer à la surface de l'œilœil. Si le concept paraît simple sur le papier, les chercheurs expliquent qu'il leur a fallu élaborer un système de propulsion adapté à la viscosité des fluides. « La coque du microrobot est à peine plus grande que l'épaisseur d'un cheveu humain, explique le professeur Peer Fischer qui pilote ce projet. Pour ces engins, un liquide tel que l'eau est presque aussi visqueux que du miel ou du goudron pour nous. » Autrement dit, les mouvementsmouvements symétriques d'ouverture-fermeture des deux coques n'étaient pas en mesure de produire une propulsion suffisante face à la frictionfriction de ces fluides.
Il a fallu jouer sur la vitessevitesse du mouvement en le désynchronisant de telle sorte que les coques s'ouvrent plus vite qu'elles ne se referment. « C'est la première fois qu'un dispositif artificiel de cette taille a été en mesure de se déplacer à travers les fluides au moyen de cycles de mouvement symétriques », souligne l'équipe de l'institut Max Planck. Les chercheurs ont également découvert que le système de propulsion pourrait être activé par des changements de température. Ils vont désormais poursuivre leurs travaux en multipliant les essais avec différents types de fluides, notamment le liquide synovial. À terme, l'objectif est que leur microrobot puisse un jour naviguer aussi bien dans le sang que l'humeur vitrée de l'œil ou les membranes muqueusesmuqueuses. Mais ils l'admettent avec humilité, « il y a encore du chemin à parcourir avant que les traitements tels que ceux décrits dans Le voyage fantastique deviennent une réalité ».
