Les derniers progrès vers des injections sans aiguille
Environ 44 millions d’aiguilles sont utilisées chaque jour. Les aiguilles sont fondamentales pour la vaccination, les prélèvements sanguins et l’administration de médicaments. Et elles ont permis de tatouer des millions de personnes. Pourtant, leur utilisation doit être correcte, elles suscitent la peur chez beaucoup de gens, et génèrent beaucoup de déchets. La possibilité d’injecter des fluides dans les tissus mous sans aiguilles pourrait avoir des répercussions considérables, tant dans le domaine de la santé que dans d’autres secteurs. Une méthode prometteuse recourt à des jets microfluidiques sous haute pression pour perforer la surface, un objectif qui peut paraître simple mais qui s’est avéré remarquablement difficile à atteindre. David Fernandez Rivas(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), ingénieur nucléaire de formation et aujourd’hui professeur à l’université de Twente, espère réussir. «De la même manière que les personnes tatouées sont stigmatisées et que les patients (par exemple, diabétiques) doivent surmonter des obstacles et des discriminations, j’ai examiné comment d’autres technologies ont été employées par le passé pour injecter sans aiguilles», explique-t-il. «Le décloisonnement des disciplines et des frontières, c’est ce qui définit mon travail d’ingénieur.» David Fernandez Rivas a coordonné le projet BuBble Gun(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, dirigeant une équipe de chercheurs améliorant le contrôle des jets microfluidiques. L’équipe a travaillé pour parvenir à une pénétration nette, sans éclaboussures ni dispersion, car celles-ci peuvent entraîner une contamination ou modifier la dose.
Explorer la balistique des gouttelettes
L’équipe a principalement réalisé des expériences en laboratoire, utilisant des composants microfluidiques et optiques pour expulser des gouttelettes de différents fluides. «La balistique de ces gouttelettes nous a permis d’étudier des phénomènes très intéressants, notamment l’impact sur des substituts de peau, comme première étape vers l’injection (à l’avenir) sans aiguilles», ajoute David Fernandez Rivas. La technique(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) de l’équipe recourt à un laser pour chauffer un liquide dans un petit canal. À mesure que la température augmente, une bulle à croissance rapide se forme et donne naissance à des jets se déplaçant à grande vitesse, de dimensions très réduites, comparables à la taille des cellules de la peau. «Grâce à cette solution, nous pouvons injecter ou imprégner la peau sans l’endommager, comme c’est le cas avec les aiguilles», explique David Fernandez Rivas.
Des conceptions prototypes à base de laser
L’un des principaux résultats du projet a été l’utilisation de différents lasers, combinés à plusieurs conceptions de canaux microfluidiques. L’équipe a ainsi pu établir un espace de paramètres(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) étendu pour guider la mise au point future de jets minuscules pour des applications biomédicales et autres. Les scientifiques ont déjà obtenu plusieurs brevets pour leur technologie et développé trois projets de validation de principe. Ces travaux ont remporté(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) une série(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) de prix(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) qui, selon David Fernandez Rivas, soulignent la pertinence de leur approche.
De l’impression 3D aux injections végétales
Parvenir à concevoir des injections sans aiguille pourrait avoir de vastes répercussions dans des domaines tels que la fabrication additive, également connue sous le nom d’impression 3D. «Le dépôt de petits volumes de différents matériaux peut permettre un contrôle accru des propriétés de nouveaux matériaux ou améliorer celles de matériaux existants», note David Fernandez Rivas, dont le projet BuBble Gun a été financé par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Ces dernières années, l’équipe a testé des injections dans des plantes, sur de la peau ex vivo et dans différents liquides pertinents pour les processus chimiques. Grâce au succès du projet, David Fernandez Rivas a cofondé une société dérivée, FlowBeams(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), qui vise à commercialiser un jour cette technologie sans aiguille. «En outre, nous avons récemment obtenu une subvention de transition du CEI(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) pour faire progresser le niveau de maturité technologique du produit, et nous avons reçu d’autres prix, dont le prix de l’innovation au CES de Las Vegas(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) cette année», déclare David Fernandez Rivas. «Notre ambition ultime est de développer une plateforme technologique favorisant la mise au point de solutions durables et adaptées aux patients, la Future Under Our Skin(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre).»
