L’énergie corporelle pour alimenter les pacemakers et autres dispositifs

Une nouvelle nanotechnologie israélienne « récoltera » l’énergie du corps humain, la transformant en électricité pour alimenter les dispositifs médicaux comme les pacemakers, ont affirmé des chercheurs.

« À l’avenir, nous allons offrir la possibilité à toutes sortes de dispositifs médicaux placés dans le corps, et notamment aux pacemakers, de fonctionner sans batterie en utilisant, à la place, l’énergie mécanique qui sera transformée en électricité », a commenté la docteur Sharon Gilead de l’université de Tel Aviv, membre de l’équipe responsable de cette innovation, auprès du Times of Israel.

« Nous allons, en fin de compte, pouvoir utiliser l’électricité qui est générée à l’intérieur du corps », a-t-elle ajouté.

« C’est une perspective très excitante qui aura des bénéfices réels pour de nombreuses personnes qui doivent actuellement subir des interventions chirurgicales pour ôter leur pacemaker et changer la pile. Ce type d’intervention ne sera tout simplement plus nécessaire », a continué Gilead.

Ce nano-matériel, qui est enveloppé dans un film très fin, peut tirer parti de n’importe quel mouvement du corps – même l’énergie mécanique issue du flux sanguin depuis l’extérieur des veines – et générer à partir du mouvement une charge électrique qui alimente les dispositifs.

La piézoélectricité – l’accumulation de la charge électrique dans les matériaux solides – n’est pas nouvelle mais jusqu’à présent, les scientifiques s’étaient trouvés dans l’incapacité de créer des matériaux qui, à la fois, ne soient pas non-toxiques – ce qui les rend adaptés à une implantation dans le corps – et qui soient en mesure de générer suffisamment d’électricité pour alimenter d’éventuels dispositifs.

Un pacemaker. (Crédit : Lightstar59 via iStock by Getty Images)

L’équipe, qui est formée de chercheurs de l’université de Tel Aviv, de l’Institut Weizmann des sciences et d’instituts scientifiques d’Irlande, de Chine et d’Australie, a imité la structure du collagène, la protéine la plus courante dans le corps humain. Les scientifiques ont utilisé des matériaux non-toxiques qui, selon eux, permettront de fabriquer un nano-film peu onéreux. Le produit ressemblera à « une sorte de moteur minuscule pour les dispositifs très petits », a poursuivi Gilead.

L’équipe a publié sa recherche dans le journal Nature Communications, relu par des pairs, soulignant cette innovation qui a été testée en utilisant des mouvements qui imitent les mouvements du corps. Elle espère maintenant pouvoir procéder à des essais sur les êtres humains.

Gilead a aussi indiqué que cette innovation allait non seulement éliminer la nécessité de changer les piles dans les dispositifs médicaux, mais qu’elle allait aussi permettre de réduire la taille de ces derniers. « Les batteries sont petites mais, si une batterie n’est plus nécessaire, alors il sera possible de créer des dispositifs plus petits encore et plus fins », a-t-elle prédit.

Un diagramme illustrant le nouveau nanofilm qui peut générer de l’électricité à l’intérieur du corps humain. (Autorisation : Université de Tel Aviv)

Le principal chercheur dans cette nouvelle technologie, le professeur Ehud Gazit de l’école de biomédecine et de recherche contre le cancer Shmunis de l’université de Tel Aviv, s’attend à ce que sa découverte puisse avoir de nombreuses utilités à l’extérieur du corps humain également. Le nano-film peut tirer parti des mouvements partout où ils surviennent, explique-t-il, suggérant que le nano-film pourrait être installé sur les routes et recueillir l’énergie des pneus pour alimenter en électricité les éclairages publics.

L’attractivité du nano-film émane aussi du fait que son processus de production n’utilise pas les substances polluantes qui sont souvent utilisées pour les matériaux électriques, et qu’il fournit une électricité éco-friendly, dit Gazit.

« Les matériaux piézoélectriques qui sont bons pour l’environnement, comme celui que nous avons développé, ont un potentiel énorme dans de nombreux domaines parce qu’ils produisent de l’énergie verte en utilisant une force mécanique qui est de toute manière utilisée », note-t-il. « Par exemple, une voiture qui circule dans une rue peut faire fonctionner les éclairages publics. Ces matériaux peuvent aussi remplacer les matériaux piézoélectriques qui contiennent du plomb et qui sont actuellement très largement utilisés mais qui inquiètent face à la possibilité de fuites de métal toxique dans l’environnement. »