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#Tendances produits
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Un implant détecte l'oxygène dans les profondeurs du corps
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Des ingénieurs de l'université de Californie à Berkeley ont créé un minuscule implant sans fil capable de fournir des mesures en temps réel des niveaux d'oxygène dans les tissus, profondément sous la peau. Ce dispositif, plus petit que la coccinelle moyenne et alimenté par des ondes ultrasonores, pourrait aider les médecins à surveiller la santé des organes ou des tissus transplantés et les avertir rapidement d'un échec potentiel de la transplantation.
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Cette technologie, créée en collaboration avec des médecins de l'université de Californie à San Francisco, ouvre également la voie à la création d'une variété de capteurs miniaturisés qui pourraient suivre d'autres marqueurs biochimiques clés dans le corps, tels que le pH ou le dioxyde de carbone.
Ces capteurs pourraient un jour fournir aux médecins des méthodes peu invasives pour surveiller la biochimie à l'intérieur des organes et des tissus en fonctionnement. "Il est très difficile de mesurer les choses en profondeur dans le corps", a déclaré Michel Maharbiz, professeur d'ingénierie électrique et de sciences informatiques à l'UC Berkeley et chercheur au Chan Zuckerberg Biohub. "Ce dispositif démontre comment, en utilisant la technologie des ultrasons couplée à une conception très intelligente des circuits intégrés, on peut créer des implants sophistiqués qui vont très profondément dans les tissus pour prendre des données sur les organes."
Maharbiz est l'auteur principal d'un nouvel article décrivant le dispositif, qui paraît dans la revue Nature Biotechnology.
L'oxygène est un élément clé de la capacité des cellules à tirer de l'énergie des aliments que nous consommons, et presque tous les tissus de l'organisme ont besoin d'un approvisionnement régulier pour survivre. La plupart des méthodes de mesure de l'oxygénation des tissus ne peuvent fournir des informations que sur ce qui se passe près de la surface du corps. En effet, ces méthodes reposent sur des ondes électromagnétiques, comme la lumière infrarouge, qui ne peuvent pénétrer que de quelques centimètres dans la peau ou les tissus des organes. Il existe des types d'imagerie par résonance magnétique qui peuvent fournir des informations sur l'oxygénation des tissus en profondeur, mais ils nécessitent de longs temps de balayage et ne peuvent donc pas fournir de données en temps réel.
Depuis 2013, Maharbiz conçoit des implants miniaturisés qui utilisent des ondes ultrasoniques pour communiquer sans fil avec le monde extérieur. Les ondes ultrasonores, qui sont une forme de son dont la fréquence est trop élevée pour être détectée par l'oreille humaine, peuvent se propager de manière inoffensive dans le corps sur des distances beaucoup plus longues que les ondes électromagnétiques et constituent déjà la base de la technologie d'imagerie ultrasonore en médecine. Un exemple de ce type de dispositif est Stimdust, conçu en collaboration avec Rikky Muller, professeur adjoint d'ingénierie électrique et de sciences informatiques à l'université de Berkeley, qui peut détecter et stimuler les décharges électriques des nerfs dans le corps.
Soner Sonmezoglu, chercheur postdoctoral en ingénierie à l'UC Berkeley, a dirigé les efforts visant à étendre les capacités de l'implant pour y inclure la détection de l'oxygène. L'incorporation du capteur d'oxygène a nécessité l'intégration d'une source de lumière LED et d'un détecteur optique dans le minuscule dispositif, ainsi que la conception d'un ensemble plus complexe de commandes électroniques pour faire fonctionner et lire le capteur. L'équipe a testé le dispositif en surveillant les niveaux d'oxygène dans les muscles de moutons vivants.
M. Sonmezoglu souligne que ce type de capteur d'oxygène diffère des oxymètres de pouls qui sont utilisés pour mesurer la saturation en oxygène dans le sang. Alors que les oxymètres de pouls mesurent la proportion d'hémoglobine dans le sang qui est oxygénée, le nouveau dispositif est capable de mesurer directement la quantité d'oxygène dans les tissus.
"Une application potentielle de ce dispositif est la surveillance des transplantations d'organes, car dans les mois qui suivent la transplantation d'un organe, des complications vasculaires peuvent survenir, et ces complications peuvent entraîner un dysfonctionnement du greffon", a déclaré Sonmezoglu. "Il pourrait également être utilisé pour mesurer l'hypoxie des tumeurs, ce qui pourrait aider les médecins à guider la radiothérapie du cancer."