Les ingénieurs du MIT ont mis au point un hydrogel qui peut être décomposé par la lumière. Utilisé comme sceau dans les ballons bariatriques dans l’estomac des porcs, les ballons peuvent être dégonflés en seulement 30 minutes après exposition à la lumière

À la recherche de dispositifs médicaux avancés pouvant être ingérés par le corps humain et n’ayant pas besoin d’être retirés chirurgicalement par la suite, les scientifiques du MIT ont développé une nouvelle technologie qui les décomposerait plutôt par exposition à certains types de lumière. Cette recherche pourrait permettre d’éviter les interventions chirurgicales endoscopiques invasives, les patients n’ayant qu’à avaler une lumière LED ingérable pour décomposer le dispositif en composants biocompatibles afin de pouvoir passer en toute sécurité.

Il existe de nombreux scénarios dans lesquels un dispositif médical pourrait devoir être inséré dans le tractus gastro-intestinal d’un patient pour étudier ou traiter différents troubles. Un ballon bariatrique, par exemple, peut être utilisé pour traiter l’obésité en le gonflant dans l’estomac du patient pour supprimer l’appétit, puis en le retirant au bout de six ou douze mois grâce à une chirurgie endoscopique. Les stents œsophagiens sont un autre exemple, utilisés pour combattre un rétrécissement de l’œsophage dû à un cancer ou à d’autres maladies.

« Nous développons un ensemble de systèmes qui peuvent résider dans le tractus gastro-intestinal, et dans ce cadre, nous cherchons à mettre au point différentes façons de déclencher le démontage des dispositifs dans le tractus gastro-intestinal sans qu’une procédure majeure soit nécessaire », explique Giovanni Traverso, auteur principal de l’étude.

Giovanni Traverso et ses co-auteurs ont abordé ce problème en développant un nouveau type d’hydrogel photosensible. La base de ce matériau est un gel polymère contenant des liaisons chimiques qui peuvent être rompues par la lumière dans la gamme du bleu à l’ultraviolet. Ce polymère a été combiné à des composants plus résistants en polyacrylamide pour le rendre plus durable, mais toujours capable d’être décomposé par la lumière sur commande.

La composition du gel peut être modifiée pour lui donner des capacités différentes. L’utilisation accrue du polymère photosensible dans sa construction signifie qu’il se décomposera plus rapidement, mais qu’il est mécaniquement plus faible. Le temps nécessaire pour décomposer le matériau peut également être contrôlé par la source de lumière, la lumière bleue fonctionnant plus lentement mais offrant une meilleure sécurité que la lumière ultraviolette.

L’hydrogel a été testé comme sceau pour un ballon bariatrique, qui a été placé à l’intérieur d’estomacs de porcs et gonflé. Une petite lampe LED bleue ingérable a ensuite été placée dans l’estomac pendant six heures, ce qui a permis au ballon de se dégonfler lentement. L’équipe rapporte qu’avec une lumière LED plus puissante, le matériau a été décomposé en 30 minutes.

Dans une autre expérience, l’équipe a utilisé avec succès son matériau pour construire un stent oesophagien. Comme pour le scellé à ballonnet bariatrique, l’idée est qu’une fois que les outils ont fait leur travail, leur dégradation peut être déclenchée par la lumière et ils peuvent être passés dans le tube digestif une fois qu’ils ne sont plus nécessaires.

« Cette étude est une preuve de concept que nous pouvons créer ce genre de matériau, et nous réfléchissons maintenant aux meilleures applications possibles », déclare Giovanni Traverso.

http://news.mit.edu/2020/ingestible-medical-device-light-0117

https://advances.sciencemag.org/content/6/3/eaay0065.abstract