Une équipe de chercheurs coréens a développé un système d’implant dont l’alimentation est assurée par un panneau photovoltaïque sous-cutané, éclairé par des micro-LED disposées sur un patch flexible à placer sur la peau.
Exploiter la translucidité des tissus vivants pour alimenter les implants médicaux
Au cours des dernières décennies, la technologie médicale a connu diverses avancées en termes de portée et d’efficacité des dispositifs implantables. Toutefois, la plupart de ces dispositifs, y compris les stimulateurs cardiaques, nécessitent une source d’énergie constante pour fonctionner. Ce qui induit naturellement certaines limites, étant donné que les piles utilisées pour les alimenter possèdent une durée de vie limitée. Une fois que l’énergie de la pile est épuisée, il n’y a pas d’autre choix que d’effectuer une chirurgie invasive pour remplacer la pile, ce qui présente un risque élevé de complications.
Dans le cadre de travaux récemment publiés dans la revue PNAS, des chercheurs sud-coréens dirigés par le professeur Jongho Lee ont développé un dispositif prometteur pour recharger la pile interne de ce type d’appareils sans chirurgie invasive ni procédures d’implémentation risquées. « L’une des plus grandes exigences en matière d’implants électroniques biomédicaux est de fournir une alimentation électrique durable sans avoir à remplacer la pile », explique Lee, pour qui la solution réside dans l’exploitation de la « translucidité » des tissus vivants.
« Lorsque vous tenez votre main devant une puissante source lumineuse, vous pouvez voir que ses contours ont tendance à briller lorsque la lumière traverse votre peau », poursuit le chercheur. « Nous nous sommes donc inspirés de ce phénomène afin de développer une méthode de transfert actif de puissance photovoltaïque, permettant de générer de l’énergie électrique dans le corps. »
Des résultats probants
Ce système novateur se compose de deux parties : un patch source à micro-LED à fixer sur la peau, qui peut générer des photons pénétrant dans les tissus, et un dispositif photovoltaïque intégré à un implant médical, capable de capturer les photons et de générer de l’énergie électrique. Ce qui représente un moyen durable d’alimenter le dispositif d’implant médical avec une puissance suffisante pour éviter toute méthode de remplacement risquée. « Si nous pouvons garantir une alimentation électrique suffisante, cela permettra de développer de nouveaux types d’implants médicaux aux performances inégalées », estime Lee.
En testant ce système d’implant chez la souris, les chercheurs ont constaté que celui-ci fonctionnait quels que soient le temps, les conditions intérieures ou extérieures ou les couches de textiles appliquées. Avec des photons lumineux émis par le patch source réussissant à pénétrer les tissus vivants chez les souris et à recharger efficacement l’appareil sans fil.
« Ces résultats suggèrent l’utilisation à long terme des implants actuellement disponibles, en plus d’accélérer le développement de nouveaux types d’implants électriques nécessitant une puissance plus élevée pour assurer des fonctions diagnostiques et thérapeutiques diverses et pratiques au sein du corps humain », ajoute Lee, se félicitant des travaux de son équipe et se disant impatient à l’idée de poursuivre ces recherches.
« Notre appareil ne permettrait probablement pas d’alimenter l’armure d’‘Iron Man’, mais il peut fournir suffisamment de puissance pour les implants médicaux », conclut le chercheur.
