Des scientifiques développent un implant unique en son genre qui soulage la douleur sans médicaments

Des chercheurs de la Northwestern University ont mis au point un appareil qui semble tout droit sorti de la science-fiction : un petit implant souple et flexible de ce type qui soulage la douleur à la demande, sans l’utilisation de médicaments, et se dissout.

Le dispositif biocompatible et soluble dans l’eau pourrait fournir une alternative indispensable aux opioïdes et autres drogues hautement addictives. Selon les chercheurs, l’appareil pourrait être très utile pour les patients subissant des chirurgies de routine ou des amputations qui nécessitent généralement des médicaments postopératoires. Les chirurgiens pourraient implanter le dispositif pendant la procédure pour « gérer » la douleur postopératoire du patient.

L’étude publiée dans le numéro du 1er juillet de la revue La science, décrit la conception du dispositif et démontre son efficacité dans un modèle animal.

Les appareils utilisent un mécanisme simple :

« Bien que les opioïdes soient extrêmement efficaces, ils sont également extrêmement addictifs », déclare Northwestern. John A.Rogers, qui a dirigé le développement de l’appareil, dans un communiqué de presse. « En tant qu’ingénieurs, nous sommes motivés par l’idée de traiter la douleur sans médicaments – d’une manière qui peut être activée et désactivée instantanément, avec le contrôle de l’utilisateur sur l’intensité du soulagement. La technologie rapportée ici utilise le mécanisme qui « fait vos doigts sentent les chiffres quand il fait froid. Notre implant montre dans des études sur des modèles animaux que cet effet peut être produit de manière programmable, directement et localement sur les nerfs ciblés, même ceux situés en profondeur dans les tissus mous environnants.

Alors, comment ça marche?

L’implant utilise un concept simple – l’évaporation. Il contient un liquide caloporteur que l’on demande de vaporiser à l’endroit précis d’un nerf sensitif.

Pour s’entraîner, l’appareil fonctionne en enveloppant doucement les nerfs, pour fournir un refroidissement précis et ciblé. Ceci, à son tour, engourdit les nerfs et bloque les signaux de douleur au cerveau. Une pompe externe aide l’utilisateur à activer l’appareil à distance et à réguler son intensité. Une fois que l’appareil n’est plus nécessaire, il est naturellement absorbé par le corps – « contournant le besoin d’extraction chirurgicale ».

De l’épaisseur d’une feuille de papier, le dispositif de refroidissement des nerfs doux et élastique est idéal pour le traitement des nerfs très sensibles.

Le co-auteur de l’étude, le Dr. Matthew MacEwan de la Washington University School of Medicine à St. Louis a déclaré que lorsque les nerfs se refroidissent, les signaux qui les traversent ralentissent et finissent par s’arrêter complètement.

« Nous ciblons spécifiquement les nerfs périphériques, qui relient votre cerveau et votre moelle épinière au reste de votre corps. Ce sont les nerfs qui transmettent les stimuli sensoriels, y compris la douleur. En fournissant un effet de refroidissement à seulement un ou deux nerfs ciblés, nous modulons efficacement la douleur. signaux dans une partie spécifique du corps », a-t-il déclaré.

Dispositif implantable
Illustration du dispositif implantable dans un bras. L’ovale rouge indique la douleur. Source : Université du Nord-Ouest

Comprend un capteur intégré pour surveiller la température du nerf

Le dispositif contient de petits canaux microfluidiques pour induire l’effet de refroidissement. Alors qu’un canal contient le réfrigérant liquide perfluoropentane (qui a déjà été cliniquement approuvé), un deuxième canal contient de l’azote sec. Lorsque le liquide et le gaz s’écoulent dans une chambre commune, une réaction se produit qui provoque l’évaporation instantanée du liquide. En même temps, un petit capteur intégré surveille la température du nerf pour s’assurer qu’il ne refroidit pas trop, ce qui pourrait endommager les tissus.

« En surveillant la température au niveau du nerf, les débits peuvent être automatiquement ajustés pour définir un point qui bloque la douleur de manière réversible et sûre. Les travaux en cours visent à définir la gamme complète de seuils de temps et de température en dessous desquels le processus reste complètement réversible. » dit Rogers.

Les anciennes thérapies de refroidissement et les bloqueurs de nerfs ont des limites, que le nouvel appareil surmonte. Par exemple, les cryothérapies approchent de grandes zones de tissus, ce qui peut entraîner des effets indésirables. Ici, le petit appareil de Northwestern ne mesure que cinq millimètres de large et cible précisément les nerfs affectés. Cela évite aux zones environnantes un refroidissement inutile.

« Vous ne voulez pas refroidir accidentellement d’autres nerfs ou des tissus sans rapport avec le nerf qui transmet les stimuli de la douleur », a déclaré MacEwan. « Nous voulons bloquer les signaux de la douleur, pas les nerfs qui contrôlent la fonction motrice et vous permettent d’utiliser votre main, par exemple. »

Le dernier acte de disparition

L’appareil n’est pas la première tentative de Rogers en matière d’électronique biorésorbable.

Le laboratoire Rogers a introduit le concept d’électronique transitoire en 2012 et, en 2018, Rogers, MacEwan et leurs collègues ont présenté le premier appareil électronique biorésorbable au monde – un implant biodégradable qui accélère la régénération nerveuse Puis, en 2021, Rogers et ses collègues ont introduit un stimulateur transitoire

Tous les composants des appareils sont naturellement absorbés dans les biofluides du corps pendant des jours ou des semaines, sans qu’une extraction chirurgicale ne soit nécessaire.

« Quand vous pensez aux tissus mous, aux nerfs fragiles et à un corps qui est constamment en mouvement, tout dispositif d’interface devrait avoir la capacité de se plier, se plier, se tordre et s’étirer facilement et naturellement », a déclaré Rogers. « De plus, vous voudrez peut-être que l’appareil disparaisse une fois qu’il n’est plus nécessaire, pour éviter les procédures de retrait chirurgical délicates et risquées. »

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