Les cathéters sont utilisés dans de nombreuses interventions chirurgicales car ils sont peu invasifs. Dans le cas de l’arythmie cardiaque par exemple - lorsque le rythme cardiaque est irrégulier -, au lieu d’ouvrir la poitrine des personnes à opérer, les chirurgiennes et les chirurgiens atteignent le cœur et traitent les zones concernées grâce à des cathéters spécifiques. Ces tubes sont insérés à travers une artère et guidés jusqu’aux tissus à soigner.
Actuellement, il existe plusieurs sortes de cathéters et méthodes d’utilisation, qui fonctionnent, mais avec des limitations. Les cathéters magnétiques par exemple, ne peuvent être pliés que dans une seule direction et n’offrent pas toute la dextérité souhaitée. « Cela serait avantageux si certaines sections du cathéter étaient très souples, pour ainsi se plier facilement et atteindre des zones difficiles d’accès, surtout lors d’opérations sur des gros volumes », indique Yegor Piskarev, assistant doctorant au Laboratoire des Systèmes Intelligents (LIS) de la Faculté des sciences et techniques de l'ingénieur, dirigé par le Professeur Dario Floreano. « Ces mêmes sections devraient aussi pouvoir devenir rigides sur commande, pour permettre un contrôle précis et davantage de pression sur la zone de traitement ».
Les scientifiques de l’EPFL et leurs collègues de l’ETHZ ont travaillé sur un prototype de cathéter dont la flexibilité et la rigidité peuvent être ajustées pendant une opération, grâce à une hausse ou une baisse de la température. L’instrument est équipé de deux segments avec rigidité modifiable. Chaque segment est formé de trois couches : la couche interne est un tube qui contient les câbles nécessaires au fonctionnement du cathéter et le système de refroidissement ; celle du milieu, composée d’un polymère à mémoire de forme conducteur, servant à la fois d’élément chauffant, de capteur de température et de substrat à la rigidité variable ; la couche supérieure, en silicone, encapsule l’instrument.
Cette structure simple permet la fabrication d’un cathéter de 2 à 3 millimètres de diamètre, le rendant adapté aux chirurgies cardiaques. Pour la fabrication du prototype, les scientifiques ont utilisé une méthode appelée "technique de trempage" (en anglais, "dipping technique"), déjà largement utilisée en biomédecine. Ils ont également effectué les premiers tests pour s’assurer que les matériaux ne sont pas toxiques. Le prototype est conçu pour la navigation magnétique à distance. L'extrémité du cathéter est équipée d'un petit aimant, qui peut être déplacé dans le corps par un champ magnétique externe. « En assouplissant et en raidissant sélectivement les segments individuels, le cathéter peut mieux s'adapter au corps pendant la navigation et maintenir la courbure souhaitée en cas de besoin », explique le professeur Dario Floreano. Les chirurgiens et les chirurgiennes contrôlent le mouvement du cathéter à l'aide d'un joystick.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
