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Des sutures intelligentes qui détectent les infections
Les sutures chirurgicales ne sont plus des fils insensés. Les chercheurs les ont maintenant recouverts de capteurs qui pourraient surveiller les plaies et accélérer la guérison.
Les sutures électroniques, qui contiennent des capteurs en silicium ultrafins intégrés sur des bandes de polymère ou de soie, peuvent être enfilées dans des aiguilles, et lors de tests sur les animaux, les chercheurs ont pu les lacer à travers la peau, les serrer et les nouer sans dégrader les dispositifs.
Les sutures peuvent mesurer avec précision la température (des températures élevées indiquent une infection) et fournir de la chaleur au site de la plaie, ce qui est connu pour favoriser la cicatrisation. Et John Rogers , professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et inventeur des sutures intelligentes, imagine qu'ils pourraient également être chargés d'appareils fournissant une stimulation électrique pour guérir les plaies. En fin de compte, la plus grande valeur serait lorsque vous pouvez libérer des médicaments d'une manière programmée, dit-il. Les chercheurs pourraient le faire en enduisant les fils électroniques de polymères infusés de médicaments, qui libéreraient les produits chimiques lorsqu'ils seraient déclenchés par la chaleur ou une impulsion électrique.
Les sutures intelligentes, rapportées en ligne dans le journal Petit , reposent sur des dispositifs à base de silicium qui fléchissent et s'étirent. Rogers et ses collègues fabriquent les appareils avec des membranes en silicium et des électrodes et des fils en or de quelques centaines de nanomètres d'épaisseur et en forme de serpentin. La technologie, qu'ils ont également utilisée dans les cathéters gonflables et les tatouages médicaux (voir Stick-On Electronic Tattoos ), est commercialisée par MC10, une startup basée à Cambridge, Massachusetts, cofondée par Rogers (voir Making Stretchable Electronics ).
Les chercheurs utilisent d'abord des produits chimiques pour découper un film ultrafin de silicium d'une plaquette de silicium. Avec un tampon en caoutchouc, ils décollent et transfèrent les nanomembranes sur des bandes de polymère ou de soie. Ensuite, ils déposent des électrodes métalliques et des fils sur le dessus et encapsulent l'ensemble du dispositif dans un revêtement époxy.
Ils ont construit deux types de capteurs de température sur les sutures. L'un est une diode au silicium qui décale sa sortie de courant avec la température ; l'autre, une résistance nanomembranaire en platine, change sa résistance avec la température. Les micro-chauffages, quant à eux, sont simplement des filaments d'or qui chauffent lorsque le courant les traverse.
Tous les matériaux utilisés dans les appareils sont sûrs pour une utilisation dans le corps, et le plus grand défi était de rendre les sutures flexibles, dit Rogers. Le silicium est cassant, donc rendre les nanomembranes aussi minces que possible et les disposer selon un motif sinueux était la clé de l'élasticité. Placer le silicium à mi-chemin entre les surfaces supérieure en époxy et en polymère inférieure de la suture est également crucial. Lorsque vous pliez l'ensemble de la construction, la surface supérieure est en tension et la partie inférieure est en compression, mais à mi-parcours, les contraintes sont très faibles, dit-il.
Les chercheurs ont testé la flexibilité mécanique et la ténacité des sutures sur des incisions dans la peau de rat, mais ils n'ont pas encore testé les capacités de détection de température et de chauffage chez les animaux. Ils travaillent également à rendre les appareils sans fil.