Des scientifiques européens ont mis au point une technologie révolutionnaire qui facilite le traitement de précision d’échantillons biologiques et médicaux, tels que le sang et l’urine, dans des applications cliniques.Les microsystèmes électromécaniques (MEMS pour «micro-electro-mechanical systems») sont des dispositifs miniatures qui intègrent des composants électriques et mécaniques. Leur capacité unique à détecter et à manipuler des systèmes biologiques à l’échelle microscopique a mené à leur application dans la recherche biomédicale et la pratique clinique.
Parmi les dispositifs biomédicaux basés sur les MEMS figurent notamment des capteurs de pression destinés à mesurer la pression intracrânienne, sanguine et intraoculaire. Les MEMS sont également intégrés dans les accéléromètres utilisés pour mesurer les mouvements et les vibrations dans les systèmes biomédicaux. Ces dispositifs peuvent servir pour surveiller l’activité physique, la démarche et les tremblements des patients atteints de troubles de la mobilité. En outre, les MEMS peuvent être couplés à la technologie microfluidique pour analyser le sang, découvrir des médicaments, procéder à des diagnostics au point d’intervention et administrer des médicaments avec précision.
Des matériaux MEMS biocompatibles à base de cérium
De nombreux dispositifs MEMS recourent à des matériaux piézoélectriques en raison de leur capacité à générer une charge électrique suite à l’application d’une contrainte mécanique, ou inversement. Les capteurs MEMS emploient des matériaux piézoélectriques comme élément de détection: lorsqu’une contrainte mécanique est appliquée, le cristal piézoélectrique génère une charge électrique qui peut être mesurée et utilisée afin de détecter des changements de pression, d’accélération ou d’autres paramètres physiques. Toutefois, la majorité de ces matériaux contiennent du plomb toxique, ce qui nécessite de développer des alternatives plus écologiques.
Le projet BioWings, financé par l’UE, s’est attaqué à cette limite en mettant en œuvre de nouveaux matériaux biocompatibles intelligents. «Nous nous sommes tournés vers des composés à base de cérium en tant que matériaux alternatifs écologiques électrostrictifs qui changent de forme lorsqu’ils sont soumis à un champ électrique. Ils peuvent être déposés sur d’autres substrats, y compris des métaux et des matériaux flexibles», explique Nini Pryds, coordinateur du projet.
En outre, les composés d’oxyde à base de cérium sont parfaitement compatibles avec les technologies à base de silicium et permettent de réduire la consommation d’énergie dans les dispositifs MEMS. Toutes ces propriétés en font des candidats idéaux pour les applications biomédicales…
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