Une oreille bionique mêlant tissus organiques et électronique a été construite

Une oreille bionique mêlant tissus organiques et électronique a été construite

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20130506_oreille-bionique-tbLes scientifiques de l’université de Princeton ont utilisé une imprimante à objets pour créer une oreille fonctionnelle capable d’entendre des fréquences radio, très loin au-delà des capacités de l’oreille humaine.

Le premier objectif des chercheurs était de trouver un moyen efficace et polyvalent de conjuguer l’électronique avec le tissu organique. Les scientifiques ont utilisé l’impression 3D de cellules et de nanoparticules aidés par la culture de cellules pour assembler une petite antenne avec du cartilage, créant ainsi ce qu’ils appellent une oreille bionique.

« Généralement, il y a des défis mécaniques et thermiques lors de l’interfaçage du matériel électronique avec du biologique », explique Michael McAlpine, professeur adjoint de génie mécanique et aérospatial à Princeton et chercheur principal. « Auparavant, les chercheurs suggéraient certaines stratégies d’adaptation de l’électronique de manière à ce que sa fusion avec le corps soit simplifiée. C’est ce que nous faisions typiquement pour assembler un circuit électronique en 2D et une surface de tissu. Désormais, notre travail suggère une nouvelle approche : fabriquer et développer la biologie avec l’électronique, simultanément, dans un schéma 3D entrelacé. »

L’équipe de McAlpine a permis de réelles avancées ces dernières années dans le domaine de l’utilisation du matériel médical de petite taille comme les capteurs et les antennes. L’année passée, les recherches de McAlpine et de Naveen Verma, un professeur adjoint de l’ingénierie électronique, et Fio Omenetto de l’université de Tufts, ont permis le développement d’une sorte de tatouage constitué de capteurs biologiques et d’une antenne pouvant être fixé sur la surface d’une dent.

Dorénavant, ce projet est le premier effort de l’équipe en vue de créer un organe totalement fonctionnel qui ne se contente pas de répliquer les capacités humaines mais va encore plus loin en utilisant l’électronique.

« Le design et l’implémentation d’organes bioniques et d’appareils servant à améliorer les capacités humaines, connus sous le nom de cybernétique, est un domaine pour lequel l’intérêt des scientifiques va croissant », écrit le chercheur dans un article du journal scolaire Nano Letters. « Cela permet d’envisager la possibilité de créer des pièces de remplacement personnalisées pour le corps humain, ou même de créer des organes ayant davantage de facultés que ceux que la biologie humaine peut fournir. »

L’ingénierie tissulaire standard consiste à ensemencer certains types de cellules, comme celles qui forment le cartilage de l’oreille, sur une structure constituée d’un matériau polymère appelé hydrogel. Cependant, les chercheurs admettent être confrontés à certaines difficultés en ce qui concerne la reproduction des structures biologiques en trois dimensions. La reconstruction de l’oreille « reste l’un des problèmes les plus difficiles dans le domaine de la chirurgie plastique et reconstructive ».

Pour palier ce problème, l’équipe s’est tournée vers une méthode de fabrication différente : l’impression en 3D. Ces imprimantes, en bout de chaîne de conception par ordinateur, conçoivent des objets par ajouts de fines tranches successives. L’imprimante peut déposer à chaque passage des matériaux différents, allant du plastique aux cellules, afin de constituer un produit fini. Les promoteurs de l’impression 3D avancent que ce système pourra révolutionner le quotidien de l’industrie à petite échelle, des petites équipes ou des particuliers, en leur permettant de réaliser des travaux qui ne pouvaient auparavant l’être que par des usines.

La construction des organes par des imprimantes 3D est une avancée récente. Plusieurs groupes ont rapporté qu’il utilisaient cette technologie dans ce but ces derniers mois. En revanche, c’est la première fois que des chercheurs ont démontré que l’impression en 3D pouvait être une stratégie intéressante pour mêler du tissu organique avec de l’électronique.

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Publié le 06/05/2012.