Un robot mille-pattes pour délivrer des médicaments dans le corps
Des chercheurs de l'Université de Hong Kong ont conçu un mille-pattes robotique, mou et minuscule, capable de se déplacer dans tous les recoins du corps pour y déposer un médicament à un endroit précis, sans abîmer au passage les tissus environnants.
Ce qui fait la particularité du nanorobot qui vient d'être créé, ce sont ses pattes souples et agiles. Les scientifiques se sont inspirés de ce qui existe déjà dans la nature. Ils ont étudié les structures des pattes de centaines d'animaux, possédant deux, quatre, huit pattes ou plus, avant de choisir comme modèle de prédilection les myriapodes, communément appelés mille-pattes.
En forme d'un petit ticket de métro, longue de deux centimètres, large d'une dizaine de millimètres et d'une épaisseur ne dépassant pas 0,15 millimètre, la "bestiole" est dotée de centaines de petits pieds pointus ressemblant à de petits cheveux d'environ 0,65 millimètres. Cette multitude de pieds permet de limiter la surface de contact entre le robot et le corps dans lequel il se déplace, et de réduire d'un facteur 40 les frictions avec les tissus sains environnants.
Le minuscule espacement entre les pattes et leur très grand nombre permettent aussi au prototype de se mouvoir aisément dans des milieux de nature très différente, en terrain sec comme à l'intérieur des fluides corporels (sang ou mucus), et de franchir les différents types d'obstacles qui composent l'intérieur du corps humain, sans provoquer de blessures internes. Face à un obstacle dix fois plus grand que lui, il est capable de se courber pour former un angle de 90 degrés afin de passer au-dessus.
Les chercheurs ont également choisi la composition de leur robot miniature avec soin. Il a été fabriqué à partir d'un matériau hydrophobe à base de silicium, appelé polydiméthylsiloxane. Très caoutchouteuse, cette matière est facile à découper, ce qui permet de créer des mille-pattes de formes et de tailles variées en vue de différentes applications.
Autre particularité : ce matériau a été enrichi de particules aimantées. Judicieusement disposées, ces particules réagissent lorsqu'on applique un champ magnétique à proximité, ce qui fournit alors la force locomotrice nécessaire au déplacement du robot. Le dispositif peut avancer à la manière d'une chenille, en ondulant d'avant en arrière ou en se balançant sur le côté, et sa vitesse de déplacement varie en fonction de la fréquence à laquelle lui sont envoyées les stimulations électromagnétiques. De quoi faciliter le pilotage à distance par un chirurgien.
Enfin, la petite machine serait capable de soulever jusqu'à cent fois son poids. Ses concepteurs ont réalisé des simulations en plaçant une capsule de médicament sur son dos. Le robot est parvenu à emporter le traitement jusqu'à l'estomac, avec succès.
Toutes les spécificités évoquées rendent le nano robot rapide, résistant, adaptable à tout type d'environnement, agile face aux obstacles et très malléable. Une bonne nouvelle étant donné la complexité des réseaux anatomiques du corps humain.
L'engin devrait donc bientôt pouvoir être utilisé en nanomédecine afin de délivrer des médicaments à l'endroit précis de l'organisme où ils sont nécessaires. Par exemple, juste sur une tumeur, ou alors dans la zone exacte concernée par une infection. Cela permettrait de limiter les dommages collatéraux aux cellules saines alentours, et de diminuer considérablement la dose de molécules thérapeutiques à administrer.
Les chercheurs admettent qu'il reste encore à tester leur bijou technologique à l'intérieur d'un véritable corps humain et à réussir, d'ici 2 à 3 ans, à le rendre biodégradable.
Nature Communications, 26 septembre 2018, DOI : 10.1038/s41467-018-06491-9, et vidéo YouTube, 26 septembre 2018