Ce fil robotique à commande magnétique, conçu pour glisser dans les vaisseaux sanguins du cerveau, pourrait à la fois détecter les caillots et délivrer des médicaments en réponse à un accident vasculaire cérébral ou à d'autres blocages du cerveau. C’est l’œuvre d’une équipe du Massachusetts Institute of Technologie (MIT), présentée dans la revue Science Robotics, qui, à terme, pourrait être combinée aux technologies endovasculaires existantes, permettant aux médecins de guider à distance le robot dans les vaisseaux cérébraux du patient, afin de traiter rapidement les blocages et les lésions provoquées par les anévrismes et les accidents vasculaires cérébraux.
Un dispositif précieux en regard de l’incidence croissante des accidents vasculaires cérébraux, la cinquième cause de décès et l'une des principales causes d'invalidité. Si un AVC aigu peut être traité dans les 90 premières minutes, le taux de survie des patients peut augmenter considérablement, mais pas seulement : un dispositif qui permet d’inverser le blocage des vaisseaux sanguins dans un délai très court permet aussi d’éviter la lésion cérébrale permanente.
Améliorer les procédures endovasculaires pour le patient et pour le chirurgien
Pour éliminer les caillots dans le cerveau, les médecins recourent souvent à la procédure endovasculaire, une intervention peu invasive qui consiste à insérer un fin fil métallique dans l'artère principale du patient, généralement dans la jambe ou à l'aine. Guidé par un fluoroscope à rayons X qui permet de visualiser les vaisseaux sanguins, le chirurgien fait ensuite pivoter manuellement le fil jusqu’au vaisseau cérébral endommagé. Un cathéter peut ensuite être enfilé le long du fil pour administrer des médicaments ou des dispositifs de récupération de caillots sur le site de la zone touchée. Cette procédure peut être physiquement éprouvante pour le patient et le chirurgien, exposé de manière répétée aux radiations. De plus ces dispositifs sont passifs, c’est-à-dire manipulés manuellement et sont généralement constitués d’un noyau d’alliages métalliques recouvert de polymère, un matériau qui, selon les auteurs, pourrait générer des frictions et endommager les revêtements endothéliaux des vaisseaux.
Un fil à guidage robotisé, à revêtement d'hydrogel, orientable magnétiquement : Le Dr Zhao et son équipe ont cherché à améliorer ces procédures endovasculaires, à la fois dans la conception du fil-guide et dans la réduction de l'exposition des médecins aux radiations associées. Au cours des dernières années, l’équipe avait développé une expertise dans les hydrogels – des matériaux biocompatibles constitués principalement d’eau – et les matériaux à actionnement magnétique imprimés en 3D. En combinant ces 2 expertises, ils sont parvenus à ce fil à guidage robotisé, à revêtement d'hydrogel, orientable magnétiquement. Un fil qu'ils ont été en mesure de rendre suffisamment mince pour pouvoir le faire glisser dans les vaisseaux sanguins du cerveau. Le cœur du fil robotisé est en alliage nickel-titane, un matériau à la fois souple et élastique. Il est recouvert d’une pâte caoutchouteuse avec particules magnétiques incorporées. Le tout est revêtu d’hydrogel, un matériau qui n'affecte pas la réactivité des particules magnétiques et apporte au fil une enveloppe biocompatible et lisse. Lorsque les chercheurs comparent leur fil robotisé avec des fils sans revêtement d'hydrogel, ils constatent que l'hydrogel confère au fil un avantage indispensable, lui permettant de glisser dans des espaces plus restreints et sans rester coincé. Dans une chirurgie endovasculaire, cette propriété est essentielle pour éviter les frottements et les blessures des vaisseaux pendant le passage du fil.
De premières preuves de concept sont apportées ici, notamment sur la précision et l'activation du fil robotique via un grand aimant. Le fil est testé dans une réplique en silicone grandeur nature des principaux vaisseaux sanguins du cerveau, y compris avec caillots et anévrismes (Voir visuel). Des fonctionnalités pourraient même être ajoutées pour l’administration de médicaments par exemple.
Enfin, le principe de guidage magnétique supprime la nécessité pour les chirurgiens de pousser physiquement un fil dans les vaisseaux sanguins du patient et d’être exposés à des radiations.
Source: Science Robotics 28 Aug 2019 DOI: 10.1126/scirobotics.aax7329 Ferromagnetic soft continuum robots (Visuel Image courtesy of the researchers/MIT)
