Le petit, Le dispositif micro-anneau transparent peut s'insérer dans une lentille de contact. Crédit :Cheng Sun
Un petit, dispositif transparent pouvant s'insérer dans une lentille de contact a un bel avenir, potentiellement aider une gamme d'efforts scientifiques de la biomédecine à la géologie.
Développé par des scientifiques de la Northwestern University, le dispositif, appelé le détecteur de résonateur Micro-anneau, peut déterminer la vitesse du flux sanguin et le taux métabolique de l'oxygène à l'arrière de l'œil. Ces informations pourraient aider à diagnostiquer des maladies courantes et débilitantes telles que la dégénérescence maculaire et le diabète.
Le dispositif Micro-ring s'appuie sur les travaux révolutionnaires du professeur Hao F. Zhang en 2006 pour développer l'imagerie photoacoustique, qui combine des ondes sonores et lumineuses pour créer des images de matériaux biologiques. La technique d'imagerie est largement explorée à la fois pour les investigations biologiques fondamentales et le diagnostic clinique, de l'imagerie cellulaire nanoscopique au dépistage du cancer du sein humain.
Pour trois ans, Zhang, professeur agrégé de génie biomédical, travaillé avec Cheng Sun, professeur agrégé de génie mécanique, et leurs boursiers post-doctoraux Biqin Dong et Hao Li pour créer le détecteur à résonateur Micro-ring.
"Nous pensons qu'avec cette technologie, les méthodes de détection par ultrasons optiques joueront un rôle de plus en plus important dans l'imagerie photoacoustique de la rétine et de nombreuses applications biomédicales, " dit Zhang.
Le travail de l'équipe sur l'appareil a donné lieu à un article de synthèse, publié dans l'édition de janvier 2017 de la revue Transactions sur le génie biomédical .
En 2006, Zhang explorait de nouvelles technologies d'imagerie rétinienne lorsque le Dr Amani Fawzi, maintenant professeur agrégé d'ophtalmologie à la Feinberg School of Medicine de Northwestern, l'a approché pour créer un nouvel appareil de diagnostic qui pourrait mesurer les activités biologiques à l'arrière de l'œil.
« Nous avions besoin d'un appareil doté d'une bande passante suffisamment large pour une résolution spatiale, " a déclaré Zhang. " Et il devait être optiquement transparent pour permettre à la lumière de passer librement. "
« Les appareils de détection à ultrasons de cette époque étaient généralement encombrants, opaque, et pas assez sensible. Et ils avaient une bande passante limitée, " a déclaré Sun. "Il ne pouvait capturer qu'une partie de ce qui se passait dans l'œil."
Pour relever le défi de Fawzi, l'équipe avait besoin de développer un type de détecteur radicalement différent, suffisamment petit pour être utilisé avec des yeux humains, Assez doux pour être intégré dans une lentille de contact tout en générant une résolution ultra-élevée de centaines de mégahertz.
"Le problème était de le fabriquer, le faire tenir dans la taille d'une lentille de contact, et le faire fonctionner encore, " dit Soleil.
D'abord, l'équipe a envisagé un appareil qui plaçait le détecteur de la taille d'une aiguille sur la paupière, mais cette méthode n'était pas idéale. Prochain, ils ont atterri sur l'idée d'un petit anneau implanté dans une lentille de contact à usage unique portée lors du diagnostic.
Cependant, cette idée a ajouté un défi supplémentaire :rendre l'appareil transparent.
Après près de trois ans de travail, ils ont créé le résonateur micro-anneau en plastique, un dispositif transparent de 60 micromètres de diamètre et 1 micron de hauteur. Il y a un mouvement vers son utilisation avec les patients.
L'équipe continue d'améliorer l'appareil avec le soutien de Northwestern, les instituts nationaux de la santé, Laboratoire National d'Argonne, et la Fondation nationale des sciences.
Au fur et à mesure que la nouvelle se répand sur l'appareil, environ une douzaine de scientifiques de divers domaines ont approché l'équipe pour l'adapter à leur propre travail. Par exemple:
