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Un microrobot capable de naviguer dans le système vasculaire cérébral

Des scientifiques de l'EPFL de Lausanne ont conçu une technique permettant de faire naviguer un appareil électronique, plus petit qu’un cheveu humain, à l'intérieur des vaisseaux sanguins et d'atteindre les artérioles. Des tests in vivo constituent la prochaine étape de la recherche.

Lucio Pancaldi, doctorant, et Selman Sakar, professeur assistant, ont décidé d'exploiter l'énergie hydrocinétique (énergie mécanique résultant du mouvement des liquides) pour atteindre certains endroits du corps humain sans avoir recours à des méthodes invasives. « La plus grande partie du cerveau reste inaccessible, car les outils existants s’avèrent encombrants, et il est extrêmement difficile de naviguer dans le minuscule et tortueux système vasculaire cérébral sans provoquer de lésions tissulaires », explique Selman Sakar.

Les médecins peuvent accéder aux artères des patients en poussant et en tournant des fils de guidage, puis en faisant glisser des tubes creux appelés cathéters. Dès que ces dernières rétrécissent, en particulier dans le cerveau, la technique d’avancement montre ses limites. Les scientifiques du laboratoire des systèmes microbiorobotiques, en collaboration avec le groupe du professeur Diego Ghezzi, ont conçu un dispositif microscopique qui pourrait s’introduire dans les capillaires avec une vitesse et une facilité sans précédent.

Le dispositif est composé d’une pointe et un corps ultraflexible en polymères biocompatibles. « C’est comme si l’on jetait un hameçon de canne à pêche dans une rivière. Il va être transporté par le courant. Il suffit de retenir l’extrémité de l'appareil et de laisser le sang l’entraîner vers les tissus les plus périphériques. Nous faisons tourner doucement l'extrémité magnétique du dispositif aux bifurcations pour choisir un chemin spécifique », explique Lucio Pancaldi. Comme aucune force mécanique n’est appliquée sur les parois des vaisseaux sanguins, le risque de causer des dommages est faible. L'exploitation du flux sanguin pourrait réduire la durée de l'opération de plusieurs heures à quelques minutes.

L’activation de l'appareil et la direction magnétique sont contrôlées par ordinateur. Il n'y a pas besoin de retour d'effort puisque la pointe du dispositif ne pousse pas contre les parois des vaisseaux sanguins. « Nous pouvons imaginer qu'un robot chirurgical utilisera la carte détaillée du système vasculaire fournie par une IRM ou un scanner du patient pour guider de manière autonome le dispositif vers sa destination. L'ajout de l'intelligence artificielle transformerait les opérations endovasculaires. Alternativement, un programme informatique pourrait également utiliser les informations visuelles fournies par un fluoroscope pour localiser l'appareil et calculer une trajectoire en temps réel afin de faciliter l’opération manuelle », explique Selman Sakar.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

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