Des experts de l'Institut fédéral suisse pour la science et la technologie des matériaux (EMPA) et du centre de recherche de l'ETH Zurich ont uni leurs forces pour créer un projet révolutionnaire. Ils ont réussi à développer une technique de soudage au laser qui guérit les plaies rapidement et en toute sécurité sans protection laser supplémentaire.
Les experts appliquent un cataplasme de nanoparticules sur la plaie, puis utilisent la lumière pour durcir la plaie – une nouvelle méthode de scellement des plaies qui pourrait devenir un nouvel outil en salle d’opération.
Selon l'équipe de l'ETH, les chirurgiens ont déjà mené des recherches sur le soudage au laser comme méthode de fermeture des plaies. On pense que cette méthode accélère la guérison et réduit le risque d’infection, mais comporte le défi de la surveillance et du contrôle de la température.
Le principal problème auquel ils sont confrontés est que cette réponse thermique doit rester dans la plage intrinsèque des biomatériaux et que la température est difficile à mesurer de manière non invasive, ce qui constitue un défi dans l'application des procédés de soudage en médecine.
Des recherches antérieures incluent un projet de 2018 à l’Arizona State University qui a incorporé des nanoparticules d’or dans des matériaux de soudure pour influencer les effets thermiques et minimiser l’inflammation.
Cette fois, la solution a été conçue par le laboratoire d'interactions particules-biologiques de l'EMPA et le laboratoire d'ingénierie des systèmes de nanoparticules de l'ETH Zurich. Ils ont développé un adhésif contenant des nanoparticules métalliques et céramiques et ont utilisé un nanothermomètre pour contrôler la température. La nouvelle méthode de soudure s'appelle « iSoldering » (soudure intelligente).
La technique utilise deux types de nanoparticules : le nitrure de titane et le vanadate de bismuth. Lorsque ces particules sont éclairées par une source lumineuse faiblement absorbée par les tissus environnants, le nitrure de titane convertit la lumière en chaleur, tandis que le vanadate de bismuth agit comme un « nano-thermomètre » émettant différentes longueurs d'onde en fonction de la température.
Traduction clinique par lampes infrarouges médicales
Cette combinaison de nanoparticules rend iSoldering particulièrement adapté aux procédures mini-invasives, selon les chercheurs. En effet, la soudure combinée ne nécessite pas d'agitation et la différence de température peut être déterminée avec une très haute résolution spatiale dans les plaies peu profondes et profondes.
Après avoir terminé la modélisation mathématique de la technologie proposée, le projet a entamé une collaboration avec des chirurgiens de l'hôpital universitaire de Zurich, de la clinique de Cleveland aux États-Unis et de l'université Charles de Prague pour commencer à évaluer le potentiel d'iSoldering pour des applications cliniques.
Les experts de l'EMPA ont déclaré : « Lors de tests en laboratoire, l'équipe de recherche a réussi à obtenir une liaison rapide, stable et biocompatible de plaies d'organes, notamment du pancréas et du foie. iSoldering a démontré son excellent effet d'étanchéité, même face à des blocages tissulaires difficiles tels que l'urètre. , les trompes de Fallope ou les intestins."
L'équipe de recherche a en outre noté dans son article qu'iSoldering présente un grand potentiel d'utilisation en chirurgie robotique et laparoscopique lorsqu'elle est confrontée à des problèmes courants tels qu'un positionnement incorrect des sutures.
Actuellement, alors que l'option « iSoldering » était initialement envisagée comme une méthode d'irradiation laser directe, l'équipe étudie si le même effet peut être obtenu grâce à l'utilisation d'un éclairage proche infrarouge plus doux et de faible intensité. Si cela était réalisé, cela simplifierait considérablement le processus de transfert clinique, car la lumière proche infrarouge est déjà largement reconnue et utilisée en médecine.
Inge Herrmann, de l'EMPA, a commenté : "S'il est possible d'utiliser la lumière infrarouge médicalement acceptée, nous espérons que cette technique de soudage innovante trouvera sa place dans la salle d'opération traditionnelle sans qu'il soit nécessaire de recourir à des mesures de protection laser supplémentaires."
Cette combinaison de nanoparticules rend iSoldering particulièrement adapté à la chirurgie mini-invasive, ont indiqué les chercheurs. En effet, la soudure combinée ne nécessite pas d'agitation et la différence de température peut être déterminée avec une très haute résolution spatiale dans les plaies peu profondes et profondes.
Après avoir terminé la modélisation mathématique de la technologie proposée, le projet a entamé une collaboration avec des chirurgiens de l'hôpital universitaire de Zurich, de la clinique de Cleveland aux États-Unis et de l'université Charles de Prague pour commencer à évaluer le potentiel d'iSoldering pour des applications cliniques.
Les experts de l'EMPA ont déclaré : « Lors de tests en laboratoire, l'équipe de recherche a réussi à obtenir une liaison rapide, stable et biocompatible de plaies d'organes, notamment du pancréas et du foie. iSoldering a démontré son excellent effet d'étanchéité, même face à des blocages tissulaires difficiles tels que l'urètre. , les trompes de Fallope ou les intestins."
L'équipe de recherche a en outre noté dans son article qu'iSoldering présente un grand potentiel d'utilisation en chirurgie robotique et laparoscopique lorsqu'elle est confrontée à des problèmes courants tels qu'un positionnement incorrect des sutures.
Actuellement, alors que l'option « iSoldering » était initialement envisagée comme une méthode d'irradiation laser directe, l'équipe étudie si le même effet peut être obtenu grâce à l'utilisation d'un éclairage proche infrarouge plus doux et de faible intensité. Si cela était réalisé, cela simplifierait considérablement le processus de transfert clinique, car la lumière proche infrarouge est déjà largement reconnue et utilisée en médecine.
Inge Herrmann, de l'EMPA, a commenté : "S'il est possible d'utiliser la lumière infrarouge médicalement acceptée, nous espérons que cette technique de soudage innovante trouvera sa place dans la salle d'opération traditionnelle sans qu'il soit nécessaire de recourir à des mesures de protection laser supplémentaires."
