Une nouvelle technologie produit plus de 100 microrobots médicaux par minute

Une Nouvelle Technologie Produit Plus De 100 Microrobots Médicaux Par

Une équipe composée de scientifiques de Corée du Sud et de Suisse a mené une recherche collaborative, publiée dans la revue petit, pour développer une technologie capable de produire plus de 100 microrobots par minute pouvant être désintégrés dans l’organisme. L’objectif est d’utiliser les appareils comme une thérapie de précision ciblée peu invasive.

Une nouvelle technologie produit plus de 100 microrobots medicaux par

Le schéma ci-dessus illustre le processus de production de microrobots médicaux par la méthode innovante de l’équipe dirigée par le scientifique Hongsoo Choi de l’Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk en Corée du Sud. Image: Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk

D’après le site Physique, ils peuvent être fabriqués de différentes manières. La plus courante d’entre elles est une technologie d’impression 3D ultra-fine appelée polymérisation à deux photons, une méthode qui déclenche la formation de macromolécules en interceptant deux lasers dans une résine synthétique.

Cette technologie peut produire une structure avec une précision nanométrique. Cependant, il y a un bémol : produire un microrobot est chronophage car les voxels (pixels réalisés par impression 3D) doivent être successivement polymérisés. De plus, les nanoparticules magnétiques contenues dans le dispositif peuvent bloquer le passage de la lumière lors du processus de polymérisation à deux photons. Dans ce cas, le résultat peut ne pas être uniforme lors de l’utilisation de nanoparticules magnétiques à forte concentration.

Pour surmonter les limites de la méthode, l’équipe de recherche du professeur Hongsoo Choi, du Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology, a mis au point un mécanisme capable de créer des microrobots à une vitesse élevée de 100 par minute, faisant couler un mélange de nanoparticules magnétiques et de méthacrylate de gélatine, qui est biodégradable et peut être durcie par la lumière dans la puce microfluide. C’est plus de 10 000 fois plus rapide que la méthode de polymérisation à deux photons existante.

Ensuite, le prototype du microrobot produit avec cette technologie a été cultivé avec des cellules souches nasales humaines turbocompressées pour induire une adhésion à la surface du dispositif. Avec ce processus, une cellule souche a été fabriquée qui transportait des microrobots car les nanoparticules magnétiques en leur sein répondaient à un champ magnétique externe et pouvaient être déplacées vers la position souhaitée à partir d’un système de contrôle de champ électromagnétique en temps réel.

L’équipe de recherche a mené une expérience pour voir si la cellule souche portant le microrobot pouvait atteindre le point cible en passant par un microcanal en forme de labyrinthe, ce qui a été confirmé.

De plus, la dégradabilité du dispositif a été testée en incubant la cellule souche portant le microrobot à l’aide d’une enzyme dégénérative. Après six heures d’incubation, le microrobot s’est complètement désintégré et les nanoparticules magnétiques à l’intérieur ont été collectées par le champ magnétique généré par le système de contrôle.

Les cellules souches ont proliféré sur le site où le microrobot s’est désintégré. Par la suite, ils ont été induits à se détacher dans les cellules nerveuses pour confirmer la différenciation normale, qui s’est produite après environ 21 jours.

Cette expérience a confirmé que la livraison de cellules souches à un emplacement souhaité à l’aide d’un microrobot est possible et que les cellules souches livrées peuvent servir d’agent thérapeutique ciblé avec précision, présentant une prolifération et une différenciation.

Le but de cette étude est de s’assurer que les cellules souches délivrées par le robot remplissent normalement leur fonction de pontage dans un état dans lequel le lien entre les cellules nerveuses existantes est déconnecté.

Pour le confirmer, des neurones hippocampiques extraits d’embryons de souris émettant des signaux électriques ont été utilisés. La cellule correspondante a été attachée à la surface du microrobot, cultivée sur une microélectrode, et des signaux électriques ont été observés à partir des neurones de l’hippocampe après 28 jours. Avec cela, le microrobot a été vérifié pour remplir correctement son rôle de plate-forme de livraison de cellules.

« Nous espérons que les technologies développées dans cette étude, telles que la production de masse de microrobots, le fonctionnement précis par champs électromagnétiques et la délivrance et la différenciation des cellules souches, augmenteront considérablement l’efficacité de la thérapie de précision ciblée à l’avenir », a déclaré Choi.

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