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FP7

ACTION — Résultat en bref

Project ID: 611230
Financé au titre de: FP7-ICT
Pays: Suisse
Domaine: Santé

Un nouveau dispositif permet à des personnes malentendantes de réentendre grâce à des pulsations lumineuses

Des chercheurs financés par l'UE ont jeté les bases d'une nouvelle technologie implantable laser, qui pourrait améliorer les performances des implants cochléaires conventionnels qui s'appuient eux sur la stimulation électrique.
Un nouveau dispositif permet à des personnes malentendantes de réentendre grâce à des pulsations lumineuses
En Europe, près de 70 millions d'adultes souffrent de pertes d'audition suffisamment graves pour altérer leur qualité de vie et il est probable que ce chiffre atteigne les 90 millions d'ici 2025. Les implants cochléaires qui sont des dispositifs implantés chirurgicalement ont déjà montré qu'ils pouvaient transformer la vie quotidienne des patients dont l'audition était altérée.

Les implants cochléaires classiques transmettent le signal obtenu à toute une batterie d'électrodes placées dans la cochlée, signal qui stimulera ensuite le nerf cochléaire et lui permettra de transmettre ce signal au cerveau. Par de nombreux aspects, cette stimulation électrique reste cependant limitée car la forme cochléaire elle-même limite les options de concentration du champ électrique dans la région souhaitée.

Grâce au financement de l'UE, le projet ACTION (Active implant for optoacoustic natural sound enhancement) a pu dépasser ces problèmes de contraintes spatiales liées aux implants cochléaires s'appuyant sur la stimulation électrique. Les chercheurs ont développé un dispositif optoacoustique à canal unique qui permet de libérer l'oreille externe des patients et d'offrir un plus grand degré de liberté.

Écouter avec de la lumière

Le projet ACTION s'appuie sur les découvertes récentes montrant que des pulsations infrarouges de lumière laser étaient capables de déclencher l'activité auditive des cellules ciliées. «Les travaux du projet s'appuient sur le rayonnement laser pour créer une onde sonore dans le milieu fluide de la cochlée», nous explique Mark Fretz, le coordinateur du projet. «Contrairement aux implants conventionnels qui utilisent le courant électrique, la stimulation optoacoustique s'appuie sur des cellules ciliées fonctionnelles pour convertir l'onde sonore en signal électrique».

La lumière laser est utilisée pour générer une onde sonore qui se transmettra dans le liquide cochléaire et déplacera les minuscules cellules ciliées. En retour, les cellules produiront un signal électrique qui sera transmis le long du nerf auditif jusqu'au cerveau où il sera perçu comme un son.

Pour obtenir cette stimulation optique, les chercheurs ont utilisé comme source lumineuse un laser à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL, pour vertical cavity surface emitting laser) possédant un rendement à la prise optimal dans la partie infrarouge du spectre lumineux. La lumière de haute intensité étant susceptible de produire un son audible dans le liquide cochléaire, les partenaires du projet ont conçu une lentille ultra-mince en silicone pour collimater la lumière laser (rayonnements quasi-parallèles). Le VCSEL est hermétiquement scellé dans un compartiment biocompatible en saphir afin de le protéger des fluides corporels et empêcher les matériaux toxiques d'affecter l'organisme du patient.

Les partenaires du projet ACTION ont choisi ce matériau en raison de sa biostabilité, de sa biocompatibilité et de sa très faible perméation vis à vis de la vapeur d'eau tout en possédant la transparence requise pour un tel dispositif.

Ils ont également travaillé au développement d'un substrat biocompatible flexible adapté aux connections métalliques nécessaires pour la liaison du VCSEL avec son alimentation. Un enrobage antisalissure a été spécifiquement élaboré pour empêcher la croissance des tissus de l'organisme sur l'enveloppe en saphir. Les adhérences tissulaires absorbent en effet la lumière du VCSEL et réduisent d'autant l'efficacité du dispositif.

Optimisation de la fonctionnalité

Ce nouveau dispositif miniaturisé a la taille d'un adaptateur classique pour ordinateur portable. Le dispositif de deuxième génération sera capable de mesurer le potentiel d'action composite (PAC) généré par le système optoacoustique.

«C'est la première fois qu'une source lumineuse entièrement insérée dans la cochlée non modifiée des patients sera capable de déclencher la génération d'un potentiel d'action composite», nous explique Mr. Fretz. «Jusqu'à présent, les PAC cochléaires n'ont été obtenus qu'avec des sources lumineuses extérieures reliées à un guide léger en fibre optique ou des cellules ontogénétiquement modifiées».

Avant la mise en place de ces systèmes, un certain nombre de défis doivent encore être surmontés. Par exemple, la poursuite de la miniaturisation de l'enveloppe en saphir qui devra être insérée dans la cochlée. La consommation électrique du dispositif devra également être réduite de moitié au minimum afin d'obtenir un délai raisonnable avant l'opération de recharge de la batterie.

Le nouveau dispositif ACTION requiert la présence de cellules ciliées fonctionnelles dans la cochlée. Les patients dont les cellules ciliées ne sont pas fonctionnelles ou absentes dans une certaine zone de la cochlée pourront à l'avenir bénéficier d'un implant cochléaire classique augmenté de ce dispositif laser, le tout intégré dans un seul appareil.

Mots-clés

Sourd, implants cochléaires, ACTION, optoacoustique, renforcement sonore, lumière laser