Des chercheurs de l’université technologique Nanyang à Singapour (NTU) ont mis au point un robot, de la taille d’un grain de riz, capable de transporter et de délivrer plusieurs types de médicaments dans différentes parties du corps humain avec une grande précision. Ce robot, composé de matériaux magnétiques et de polymères biocompatibles, peut être guidé par des champs magnétiques pour atteindre des cibles précises dans l’organisme et y libérer des traitements de manière contrôlée.
Cette nouvelle génération de robots est capable de transporter jusqu’à quatre molécules différentes, contre une à trois jusqu’à présent. De plus, le dosage et la séquence de libération des médicaments peuvent être reprogrammés, une première pour des robots de cette taille. Cette flexibilité ouvre des perspectives pour des thérapies combinées plus efficaces, permettant de cibler plusieurs sites malades avec une précision inédite.
Un dispositif biocompatible et contrôlable à distance
Le robot de la NTU a été conçu pour se déplacer dans des milieux liquides de différentes viscosités, imitant les conditions corporelles. Lors d’expériences en laboratoire, les chercheurs ont observé que le robot pouvait se déplacer à des vitesses comprises entre 0,30 mm et 16,5 mm par seconde, atteignant les régions ciblées. En outre, le dispositif peut distribuer un médicament de manière continue pendant huit heures, ce qui pourra s’avérer particulièrement utile pour les traitements nécessitant une administration lente et prolongée.
Les matériaux utilisés pour la fabrication de ce robot ont déjà prouvé leur biocompatibilité lors des tests. Dans des expériences menées avec des cellules humaines, les chercheurs ont constaté une viabilité cellulaire de plus de 98 % après interaction avec les composants magnétiques du robot, ce qui confirme que le dispositif ne provoque pas de dommages cellulaires notables. Cette biocompatibilité est essentielle pour envisager une utilisation médicale sûre à l’avenir.
Une alternative prometteuse aux méthodes invasives
Pour l’avenir, les chercheurs de NTU envisagent de réduire encore la taille de leurs robots pour leur permettre de franchir des barrières biologiques plus complexes, comme la barrière hémato-encéphalique, afin de traiter des affections comme les tumeurs cérébrales, ou encore des cancers de la vessie et du côlon. Une fois leur mission accomplie, les robots pourraient être récupérés en inversant leur trajectoire pour ressortir par les mêmes ouvertures naturelles ou par de petites incisions, minimisant ainsi toute intervention supplémentaire.
L’équipe de NTU espère que, d’ici deux à cinq ans, ces robots pourront être prêts pour des essais plus poussés, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles méthodes de traitement plus ciblées et moins invasives. Les prochaines étapes de recherche incluent des essais avec des dispositifs organes-sur-puce et des modèles animaux, avec pour objectif de valider leur efficacité et sécurité avant les essais cliniques.
Des tentatives à répétion
Les tentatives antérieures d’introduire des robots miniatures dans le corps pour le diagnostic et la thérapie ont rencontré plusieurs obstacles. Dans les années 2000, les premières gélules équipées de caméras sans fil permettaient déjà de capturer des images du tube digestif. Toutefois, ces dispositifs étaient passifs, se déplaçant uniquement sous l’effet des mouvements naturels du corps. Cette absence de contrôle externe limitait leur précision et augmentait le risque de faux négatifs, puisque la capsule pouvait omettre des zones problématiques.
Les chercheurs ont tenté d’ajouter des systèmes de propulsion, tels que des pattes ou des hélices, mais les besoins énergétiques de ces actionneurs imposaient des contraintes importantes sur la taille des batteries et réduisaient l’autonomie des dispositifs. D’autres équipes ont exploré le contrôle magnétique, mais la perte de puissance des champs magnétiques à distance entraînait une perte de fiabilité, rendant difficile la localisation précise de la capsule dans des zones complexes comme l’intestin. Ces limitations techniques ont retardé la mise au point de robots miniatures autonomes pour des applications médicales plus avancées, malgré des avancées importantes en matière de miniaturisation et de contrôle sans fil.
Mais les limites sont faites pour être contournées.
Pour en savoir plus :
- Zilin Yang et al., Magnetic Miniature Soft Robot with Reprogrammable Drug-Dispensing Functionalities: Toward Advanced Targeted Combination Therapy, Advanced Materials, 2024
- New Atlas
Source archive Kessel : https://qant.kessel.media/posts/pst_2437ff077bce4a23a7af2d6a78e68a6b
