Les «électrodes vivantes», des cellules artificielles qui s’interfacent avec les neurones hôtes de manière contrôlée, pourraient mener à une nouvelle génération d’implants bioniques.
Les dispositifs bioniques intégrés, tels que les implants auriculaires cochléaires et les yeux bioniques, sont conçus pour remplacer ou compléter les fonctions naturelles du corps. Un problème majeur persiste toutefois: les interfaces bioniques actuelles sont encore très «mécaniques» par rapport aux tissus humains.
«Les métaux traditionnels et les polymères rigides qui les composent peuvent provoquer une inflammation et laisser des cicatrices, ce qui, au fil du temps, dégrade les performances», explique la coordinatrice du projet Living Bionics Rylie Green(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) de l’Imperial College(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) au Royaume-Uni. «Même de minuscules mouvements peuvent provoquer des micro-lésions.»
De nombreux dispositifs bioniques sont également chimiquement inertes, ils ne communiquent donc pas activement et ne s’adaptent pas à l’environnement biologique. Ce défaut d’intégration est la raison sous -jacente à la diminution de leurs performances, généralement après des mois ou des années dans le corps.
Connecter la biologie et l’électronique
L’objectif du projet Living Bionics, soutenu par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), était de repenser la manière dont nous connectons la biologie et l’électronique, et de créer des interfaces qui ne sont pas seulement tolérées par le corps, mais qui en font partie.
«Nous voulions concevoir des “électrodes vivantes” qui combinent des matériaux souples et conducteurs avec des composants biologiques capables de s’intégrer directement aux cellules et aux tissus», confie Rylie Green. «Notre principal objectif était d’abandonner l’usage d’implants rigides au profit de systèmes adaptatifs et régénératifs qui évoluent avec le corps.»
Pour ce faire, le projet a concentré ses efforts sur le développement de matériaux biohybrides. Il s’agissait notamment d’hydrogels, d’élastomères et de matériaux modifiés qui contiennent des composants natifs du corps, et en particulier du cerveau. Ces matériaux sont doux et flexibles comme du tissu, mais peuvent néanmoins parfaitement transmettre des signaux électriques. «La combinaison de cellules souches et des signaux nécessaires à la production de tissu neuronal sain dans le dispositif était également un élément essentiel», ajoute Rylie Green…
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