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Micromachines à potentiel médical construites à l'aide de champs électriques

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Les micromachines qui fonctionnent à l'intérieur de notre corps sont encore pour la plupart un rêve, mais c'est un objectif louable qui pourrait révolutionner la médecine. Les scientifiques de l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents en Allemagne viennent de faire un pas vers cet objectif en développant un moyen pour que de minuscules composants mécaniques s'auto-assemblent en dispositifs complexes et fonctionnels

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Cette approche peut permettre le développement de micromachines qui traversent notre corps pour diagnostiquer les maladies, administrer des médicaments et effectuer des tâches thérapeutiques.

Les composants des micromachines nouvellement créées ont environ la moitié de l'épaisseur d'un cheveu humain. Contrairement à la plupart des approches précédentes qui impliquaient la liaison de divers dispositifs microscopiques entre eux, l'équipe de Max Planck ne s'appuie pas sur des particules magnétiques dans un champ magnétique ou des liaisons chimiques. Au lieu de cela, un champ électrique avec un gradient précis est utilisé pour polariser un cadre en plastique fait d'un matériau isolant couplé avec du verre de quartz ou du plastique supplémentaire. Une fois polarisé, ce cadre influence le champ électrique autour de lui-même en fonction de la forme du cadre par rapport au champ, ce qui peut être prédit par un logiciel informatique. En manipulant les formes des cadres des différents composants, on peut les faire s'attirer l'un l'autre à l'intérieur du champ électrique. De plus, des groupes de composants peuvent être assemblés avec précision pour créer des dispositifs complexes, ce qui a permis aux chercheurs de créer des véhicules minuscules avec des billes magnétiques fonctionnant comme des roues, pour illustrer leur concept. "Nous avons conçu le châssis avec des poches de roues parce que, structurellement, cela génère des forces qui sont idéales pour attirer les roues magnétiques ", a déclaré Yunus Alapan, un des chercheurs, dans un communiqué de presse. "Quelques secondes seulement après avoir allumé le champ électrique, les roues ont été tirées dans les sacs de roues." Comme la structure qui en résulte n'est pas très étroitement liée, les roues de leurs véhicules microscopiques peuvent encore tourner comme si elles étaient sur un essieu. En utilisant un champ magnétique, les chercheurs ont pu faire tourner les roues.

L'équipe a également créé une micropompe et a pu manipuler une microsphère pour fabriquer ce qu'elle décrit comme une voiture tampon miniaturisée.

Tout cela semble être un bon moment pour un groupe d'ingénieurs, mais le potentiel de leurs recherches peut être important. "Des micromachines à forte mobilité pourraient à l'avenir être utilisées pour fournir des médicaments permettant de manipuler des cellules individuelles - actuellement, la construction de machines de cette taille représente un énorme défi ", explique Metin Sitti, un autre scientifique impliqué dans la recherche. "Notre nouvelle approche a le potentiel de réduire la complexité d'une telle construction".