Une nouvelle alternative à l’endoscopie et à la biopsie pour le confort des patients se profile à l’horizon
Les chercheurs du projet BiOp‑FibEnd, financé par l’UE, ont adapté la technologie de fabrication conventionnelle pour les fibres optiques, appelée «étirage des fibres». Fondamentalement, une préforme est introduite dans un four qui, une fois chauffé, la ramollit et permet de la transformer en fibre. «Pour atteindre la tolérance de diamètre inférieur au micron nécessaire à cette recherche, nous avons dû établir un système d’étirage robuste et stable dépendant de l’environnement dans lequel la fibre est produite», souligne Alessio Stefani, chargé de recherche de BiOp‑FibEnd.
Nouveaux matériaux, nouvelles applications
L’équipe de BiOp‑FibEnd a utilisé pour la première fois de nouveaux matériaux en tenant compte de leur application dans l’exploration des tissus corporels. La mesure de la pression artérielle était une application qu’ils n’avaient pas envisagée au départ. «Nous avons choisi le polyuréthane qui, à l’instar d’un élastique, est doté d’une grande élasticité pour développer un capteur qui mesure indirectement la pression artérielle. L’on obtient ainsi une lecture très précise aussi bien pendant la marche que pendant la course», explique Alessio Stefani. Cette méthode ingénieuse utilise deux fibres parallèles, chacune dotée d’une source lumineuse et d’un détecteur. L’impulsion déforme la fibre et perturbe ensuite proportionnellement le signal lumineux. La différence de temps d’impulsion pour chaque fibre permet de calculer la vitesse des ondes d’impulsion ou la pression artérielle. L’équipe de recherche a repoussé les limites des structures produites par étirage des fibres, ce qui a permis d’obtenir des structures diélectriques dotées de 500 fils métalliques d’un diamètre moyen inférieur à 150 nm. Les hyperlentilles multimatériaux fabriquées par ces structures ont fourni une imagerie à super‑résolution dans la région de l’infrarouge moyen à des longueurs d’onde de 3‑4 micromètres et en se concentrant sur un point 176 fois plus petit que la longueur d’onde dans le régime THz. Un cathéter permettant de reconnaître les différences entre les différents tissus du cœur en combinant la spectroscopie et l’intelligence artificielle constituait un autre résultat notable du projet. Un brevet a été déposé pour cette technologie.
Des inconvénients inattendus conduisent également à des solutions
«Le défi le plus improbable pour l’équipe était que la plus petite quantité de lumière détruisait les hyperlentilles tout en opérant dans la région de l’infrarouge moyen. Les échantillons, les minuscules fils métalliques, ont fondu», explique Alessio Stefani. Les chercheurs ont étudié les solutions à ce problème, du moins théoriquement, en raison des contraintes de temps évidentes. «Les simulations visant à vérifier le bien‑fondé de ces propositions alternatives sont assez prometteuses. Cependant, réunies, ces solutions méritent un projet à part entière, et il n’était donc pas raisonnable de les étudier toutes de manière expérimentale», déclare Alessio Stefani. La réponse a été d’investir le temps restant dans la partie la plus prometteuse du projet, le tensiomètre, la principale application médicale.
Les recherches réalistes progressent grâce aux possibilités de financement
L’équipe est pragmatique et optimiste quant à l’avenir des recherches. Comprenant les limites du système, ils disposent donc de potentielles solutions. «Nous sommes activement engagés dans des conversations avec des partenaires de financement privés et publics pour faire évoluer le système de surveillance de la pression artérielle vers un produit commercial, et un brevet a été déposé», a‑t‑il indiqué. Soulignant l’importance du travail d’équipe, Alessio Stefani précise que BiOp‑FibEnd a été financé par une bourse individuelle Marie Skłodowska-Curie. «Cependant, le fait qu’une personne effectue le travail seule ne suffirait pas pour atteindre l’éventail de résultats que nous avons obtenus. Le fait que tous les participants travaillent dans le même but a permis d’améliorer l’efficacité du projet, tout en progressant dans différentes directions et en étudiant différents scénarios», conclut‑il.
Mots‑clés
BiOp‑FibEnd, étirage des fibres, endoscope, biopsie, pression artérielle, hyperlentilles, fibre optique
