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Un robot chirurgical de 4,4 mm fonctionne comme un « couteau suisse » à l’intérieur du corps

Lara Yoki

Des chercheurs de l’Université technologique de Nanyang à Singapour ont créé un robot chirurgical de la taille d’une graine capable de remplir cinq fonctions différentes : déplacer, couper les tissus, administrer des médicaments, saisir et stocker des échantillons, ainsi que générer de la chaleur à distance. L'appareil mesure uniquement 4,4mm et est contrôlé par de faibles champs magnétiques.

L’idée est d’ouvrir la voie à des procédures médicales moins invasives, dans lesquelles de petits robots pourraient parcourir des régions étroites et irrégulières du corps pour effectuer des tâches localisées, réduisant ainsi le besoin de grandes incisions ou d’instruments chirurgicaux volumineux.

Cinq fonctions dans un corps microscopique

Le grand progrès ne réside pas seulement dans la taille, mais aussi dans la combinaison des fonctions. De nombreux microrobots magnétiques peuvent se déplacer ou effectuer une tâche simple. Le prototype NTU a été conçu pour basculer entre différents modes d'action en moins d'une seconde.

Lors de tests en laboratoire, le robot a pu couper des tissus biologiques, libérer des particules qui simulent des médicaments, conserver des échantillons, les stocker et générer un chauffage localisé lorsqu'il est exposé à un champ magnétique alternatif à haute fréquence.

Ce chauffage est particulièrement intéressant car il est lié à la recherche sur l’hyperthermie magnétique, une approche étudiée pour attaquer les cellules indésirables, telles que les cellules tumorales, grâce à une chaleur contrôlée. Pourtant, dans ce cas, nous parlons d’une démonstration expérimentale et non d’un traitement clinique tout fait.

Comment est-il contrôlé

Le robot utilise des matériaux magnétiques flexibles, notamment des silicones courants dans la robotique douce, tels que le PDMS et l'Ecoflex. Ces matériaux sont mélangés à des microparticules magnétiques, permettant à différentes régions du robot de répondre de manière spécifique au champ appliqué.

Le secret réside dans le module magnétique central, qui peut être magnétisé, démagnétisé et remagnétisé dans différentes directions. Chaque orientation active une fonction différente. Cela résout une limitation courante des microrobots : à de si petites échelles, le champ magnétique a tendance à déplacer l’ensemble du dispositif, ce qui rend difficile le contrôle indépendant d’outils spécifiques.

Le projet ajoute également un sixième type de mouvement : rouler autour de son propre axe. Selon les chercheurs, cela aide le robot à mieux se positionner dans des environnements étroits, mous et irréguliers, comme ceux que l’on trouve à l’intérieur du corps humain.

Ce qui manque encore

La recherche a été publiée dans la revue Matériaux avancés et est encore en phase de laboratoire. Les tests ont porté sur des modèles de tissus, notamment du foie de poulet et des matériaux gélatineux qui simulent les tissus mous. L’équipe a également évalué en laboratoire la biocompatibilité des matériaux avec les cellules de la peau humaine, plus de 99 % des cellules restant viables dans les conditions testées.

Le prochain défi est énorme : intégrer le robot à des systèmes d’imagerie, des capteurs et des modèles d’organes artificiels plus réalistes. Après cela, il y aurait encore des études précliniques, des validations de sécurité, des tests sur les animaux et, éventuellement, des essais cliniques.

Même loin des hôpitaux, le concept montre où peut aller la chirurgie mini-invasive : des robots de plus en plus petits, de plus en plus polyvalents et capables de faire plus que simplement se déplacer.

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