Une nouvelle génération de robots médicaux, inspirés par la nature, promet de naviguer dans les recoins les plus reculé du corps humain. Leur conception souple et leur guidage magnétique ouvrent des perspectives inédites pour les interventions mini-invasives.
Ces dispositifs, mis au point par une équipe de l'Université de Macao, représentent une avancée potentielle pour le diagnostic et le traitement des pathologies digestives. Ils cherchent à contourner les limitations des endoscopes conventionnels, souvent perçus comme inconfortables par les patients et d'une portée limitée.
Une inspiration venue du désert
Le principe de locomotion de ces robots s'inspire directement d'une araignée particulière, la
Carparachne aureoflava. Ce spécimen, originaire des dunes de Namibie, utilise un mouvement de roulement pour échapper rapidement à ses prédateurs sur des terrains instables. Les ingénieurs ont transposé ce mécanisme naturel efficace dans un dispositif artificiel.
Illustration schématique des robots magnétiques souples bio-inspirés et de leurs applications dans le domaine biomédical. Ces 'araignées' sont manipulés par un bras robotisé à six degrés de liberté pour générer des champs magnétiques rotatifs. Ils peuvent ramper sur des surfaces inclinées (y compris se déplacer tête en bas) et naviguer dans le tube digestif. La structure du robot est entièrement conçue à partir de matériaux souples et biocompatibles. Cette flexibilité est essentielle pour éviter d'endommager les parois délicates du tube digestif lors de son déplacement. Le risque de lésion des tissus internes se trouve ainsi considérablement réduit.
Le contrôle du dispositif s'effectue depuis l'extérieur du corps grâce à un champ magnétique généré par un équipement robotisé. Ce système offre une grande précision de mouvement avec six degrés de liberté. Le robot peut alors être piloté de manière très fluide à travers les organes.
Une navigation tous azimuts dans le système digestif
La capacité à évoluer sur des surfaces verticales, ou même à l'envers, constitue l'un des atouts majeurs de cette technologie. Cette mobilité omnidirectionnelle est utile pour inspecter des zones comme les replis de l'estomac ou les parois du côlon. Le robot surmonte des dénivelés importants, pouvant atteindre plusieurs centimètres.
L'efficacité du système a été validée lors de tests en conditions réalistes, effectués sur des segments de tube digestif animal. Les résultats, publiés dans
l'International Journal of Extreme Manufacturing, confirment la capacité des robots à atteindre des cibles spécifiques. Ils démontrent également une navigation réussie dans des environnements recouverts de mucus.
À terme, ces robots pourraient être équipés de micro-caméras ou de réservoirs pour délivrer des principes actifs de manière très localisée. Cette approche ciblée pourrait s'appliquer au traitement de lésions précancéreuses ou de tumeurs localisées. La voie est ouverte vers des interventions beaucoup moins invasives.
Pour aller plus loin: Quelles sont les limites actuelles de l'endoscopie traditionnelle ?
L'endoscopie standard utilise un long tube flexible muni d'une lumière et d'une caméra. Son insertion peut être inconfortable, nécessitant souvent une sédation du patient. La rigidité relative du dispositif limite son accès aux zones les plus sinueuses de l'intestin grêle.
La précision du geste médical peut également être contrainte par la forme de l'endoscope. Les mouvements sont parfois moins fins que souhaité pour des prélèvements ou des administrations de médicaments très localisées. Le champ de vision reste limité par la configuration de l'extrémité du tube.
De plus, la procédure peut comporter des risques, bien que faibles, de perforation de la paroi digestive. Ces limitations stimulent la recherche de solutions alternatives plus précises et mieux tolérées. Les nouvelles technologies robotisées visent directement à répondre à ces inconvénients.