Un appareil robotique rétablit la fonction musculaire ondulatoire impliquée dans des processus tels que la digestion

Une équipe de chercheurs de Vanderbilt a développé un dispositif activé sans fil qui imite la fonction musculaire ondulatoire de l'œsophage et de l'intestin grêle, responsable du transport des aliments et des fluides visqueux pour la digestion.

Le prototype de robot logiciel, piloté par des aimants puissants contrôlés par un actionneur externe portable, peut aider les patients souffrant de blocages causés par des tumeurs ou nécessitant des stents. Par exemple, les stents œsophagiens traditionnels sont des tubes métalliques utilisés chez les patients atteints d'un cancer de l'œsophage, principalement dans une population vieillissante. Ces patients risquent d’empêcher les aliments de pénétrer dans l’estomac, ce qui pourrait provoquer une situation dangereuse dans laquelle les aliments pénètrent dans les poumons.

Restaurer le mouvement naturel du péristaltisme, la fonction de transport musculaire ondulatoire qui a lieu à l'intérieur des organes tubulaires humains, “ouvre la voie aux dispositifs médicaux robotiques de nouvelle génération pour améliorer la qualité de vie, en particulier pour la population vieillissante”, ont écrit des chercheurs dans un article publié dans le journal Matériaux fonctionnels avancés décrivant l'appareil.

L'étude a été dirigée par Xiaoguang Dong, professeur adjoint de génie mécanique. Ce travail a été réalisé en collaboration avec un collègue du centre médical de l'Université Vanderbilt, le Dr Rishi Naik, professeur adjoint de médecine à la division de gastroentérologie, d'hépatologie et de nutrition.

Le dispositif lui-même consiste en une feuille souple de petits aimants disposés en rangées parallèles qui sont activés dans un mouvement ondulatoire précis qui produit le couple nécessaire pour pomper diverses cargaisons solides et liquides. “Les pompes robotiques souples à commande magnétique capables de restaurer le péristaltisme et de s'intégrer de manière transparente aux stents médicaux n'ont jamais été signalées auparavant”, rapportent Dong et les chercheurs dans l'article.

Dong, qui occupe également des postes en génie biomédical et en génie électrique et informatique, a déclaré que des améliorations supplémentaires du dispositif pourraient contribuer à d'autres processus biologiques qui pourraient avoir été compromis par la maladie. Par exemple, il a déclaré que cette conception pourrait être utilisée pour faciliter le transport des ovules humains depuis les ovaires lorsque la fonction musculaire des trompes de Fallope est altérée.

En outre, selon les chercheurs, grâce à des processus de fabrication avancés, le dispositif pourrait être réduit pour s'adapter à des passages encore plus étroits.