Un robot à vis magnétique fore des tissus cérébraux de mouton en laboratoire

Un aimant placé à l’extérieur du corps fait tourner un minuscule robot en forme de vis et, lors d’essais en laboratoire, le dispositif a foré des tissus cérébraux de mouton sans câble de guidage. Des chercheurs de UT et de Radboudumc lui ont également fait reprendre le canal qu’il avait créé, une avancée modeste mais concrète vers l’accès à des lésions cérébrales profondes sans ouvrir le crâne.

Le robot avance en tournant comme une vis. Le défi consiste à savoir à quel moment les tissus lui feront perdre le contrôle de l’aimant. Ce point, appelé fréquence de décrochage, est atteint lorsque l’aimant tourne plus vite que le robot ne peut le suivre : le dispositif dérape, reste bloqué ou commence à se déplacer de manière erratique.

Le modèle de l’équipe relie la taille du robot et sa puissance magnétique à la rigidité des tissus. Dans les tissus mous, le robot suivait le rythme pendant environ 30 rotations par seconde. Dans les tissus les plus rigides testés, cette valeur tombait à moins d’une rotation par seconde. Après une mesure d’étalonnage dans un tissu dont la rigidité était connue, le modèle a prédit le comportement du même modèle de robot dans d’autres tissus, et les chercheurs l’ont validé sur quatre modèles dans de la gélatine avant de tester de véritables tissus cérébraux de mouton.

Le contexte biologique a rendu le contrôle plus difficile. Sans circulation sanguine, le robot restait synchronisé avec l’aimant jusqu’à environ 1,8 rotation par seconde. Lorsque du sang était pompé dans les vaisseaux pour imiter un cerveau vivant, le seuil descendait sous 0,45 rotation par seconde. Le robot avançait à 0,2 millimètre par seconde, puis revenait dans son canal existant à 2,9 millimètres par seconde, puisqu’il n’avait plus à creuser un nouveau passage. Dans un modèle en gel mou, le suivi par caméra lui a permis d’atteindre des cibles sélectionnées avec une précision inférieure à un millimètre lors de certains essais.

Et ensuite, concrètement ? Le modèle pourrait offrir aux ingénieurs une fenêtre de fonctionnement plus claire avant de tester un robot dans des tissus plus complexes : à quelle vitesse faire tourner l’aimant et à quel moment le robot perdra sa synchronisation. Les chercheurs envisagent d’utiliser cette approche pour traiter des caillots après un AVC, des tumeurs et des malformations vasculaires profondément situées dans le cerveau, mais les travaux présentés restent un essai en laboratoire sur des tissus de mouton et du gel — pas un traitement chez des patients. L’étude a été publiée dans Advanced Science.