Les patients équipés d'une prothèse orthopédique éprouvent généralement une période de douleur intense après la chirurgie. Dans un effort pour contrôler la douleur, les chirurgiens injectent des analgésiques dans les tissus pendant l'opération. Quand cela s'estompera un jour ou deux plus tard, les patients reçoivent de la morphine par un cathéter placé près de la colonne vertébrale. Pourtant, les cathéters ne sont pas particulièrement confortables, et les drogues se répandent dans tout le corps, affectant tous les organes.

Des chercheurs du Laboratoire de microsystèmes de l'EPFL travaillent actuellement sur un implant biodégradable qui libérerait un anesthésique local à la demande sur plusieurs jours. Non seulement cet implant réduirait l'inconfort post-opératoire des patients, mais il n'y aurait pas besoin de chirurgie supplémentaire pour l'enlever. Ils ont développé un petit circuit électronique biodégradable, à base de magnésium, qui pourrait être chauffé sans fil depuis l'extérieur du corps.

Une fois intégré dans l'appareil final, le circuit permettra la libération de quantités contrôlées d'anesthésique dans un endroit précis sur plusieurs jours. Après ça, l'implant se dégradera en toute sécurité à l'intérieur du corps. Cette recherche a été publiée dans Matériaux fonctionnels avancés .

Une capsule avec plusieurs réservoirs

Le circuit électronique, un circuit résonant en forme de petite spirale, n'a que quelques microns d'épaisseur. Lorsqu'il est exposé à un champ électromagnétique alternatif, le résonateur en spirale produit un courant électrique qui crée de la chaleur.

L'objectif final des chercheurs est d'associer les résonateurs à des capsules remplies d'analgésiques, puis de les insérer dans les tissus pendant la chirurgie. Le contenu des capsules pourrait être libéré lorsqu'un champ électromagnétique envoyé de l'extérieur du corps fait fondre la membrane de la capsule.

« Nous sommes à une étape clé de notre projet, car nous pouvons maintenant fabriquer des résonateurs qui fonctionnent à différentes longueurs d'onde, " dit Matthieu Rüegg, un doctorat étudiant et auteur principal de l'étude. "Cela signifie que nous pouvons libérer le contenu des capsules individuellement en sélectionnant différentes fréquences." Le processus de chaleur et de libération devrait prendre moins d'une seconde.

Une nouvelle technique de fabrication

Les chercheurs ont dû faire preuve de créativité au moment de fabriquer leurs résonateurs biodégradables. "Nous avons immédiatement exclu tout processus de fabrication impliquant un contact avec de l'eau, puisque le magnésium se dissout en quelques secondes, " explique Rüegg. Ils ont fini par mettre en forme le magnésium en le déposant sur un substrat puis en l'arrosant d'ions. " Cela nous a donné plus de flexibilité dans la phase de conception, " ajoute-t-il. Ils ont finalement réussi à créer certains des plus petits résonateurs en magnésium au monde :deux microns d'épaisseur, avec un diamètre de trois millimètres.

L'invention de l'équipe n'est pas tout à fait prête pour la salle d'opération. "Nous devons encore travailler sur l'intégration des résonateurs dans le dispositif final et montrer qu'il est possible de libérer des médicaments à la fois in vitro et in vivo , " conclut Ruegg.