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De nouveaux matériaux pour la micromanipulation biomédicale

Actuellement, les micromanipulateurs biologiques utilisent des micropipettes permettant de saisir des objets par aspiration. De nouvelles technologies et matériaux sont nécessaires pour une meilleure micromanipulation des cibles molles en biomédecine.
De nouveaux matériaux pour la micromanipulation biomédicale
Les micromanipulateurs actuellement utilisés en biologie, basés entre autres sur des micropipettes, ne permettent pas un contrôle précis de la force et peuvent causer des dégâts aux cellules ou aux tissus. Malgré la miniaturisation des moteurs électriques traditionnels et de leurs rouages, cette technique a également atteint ses limites.

Financé par l'UE, le projet PROLYACR (Polymer microactuators for biomedicine) a cherché à développer des micromanipulateurs souples pour la manipuler des objets biologiques et des outils chirurgicaux, dans la perspective d'une chirurgie mini-invasive. L'objectif était de créer des outils ayant des dimensions comprises entre 100 µm et 1mm, ce qui est jusqu'à deux ordres de grandeur plus petit que les micromanipulateurs existants.

Le but principal du projet était la fabrication de microactionneurs polymériques pouvant être contrôlés individuellement. Un gros intérêt de ces actionneurs est qu'ils exigent peu d'énergie électrique (20-30 mW) et une faible tension (1-2 V).

Les chercheurs ont évalué deux nouvelles méthodes de fabrication pour produire des microactionneurs souples. En utilisant ces méthodes, ils ont développé deux générations de microactionneurs basés sur un polymère conducteur pour la micromanipulation d'objets mous. La première génération est basée sur une membrane en fluorure de polyvinylidène (PVDF) et des actionneurs pouvant être commandés individuellement. La deuxième génération est basée sur un matériau ionique (réseau polymère interpénétrant).

Les partenaires de POLYACT ont développé un nouveau processus pour modeler des électrodes hautement conductrices en polymère. Il a ainsi été possible de fabriquer des microactionneurs en polymère, comme l'a démontré la deuxième génération d'appareils. Ces nouveaux microactionneurs souples peuvent être utilisés dans des applications microrobotiques en biomédecine, ainsi que pour manipuler des cellules et des tissus en culture.

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Mots-clés

Micromanipulateurs, biomédecine, POLYACT, polymère, microactionneurs