L’électricité est impliquée dans plusieurs processus vitaux et fonctionnels du corps humain. Les échanges de messages entre les neurones du cerveau, la stimulation du muscle cardiaque et les impulsions qui font bouger les membres en sont des exemples.
Pour surveiller ou moduler ces signaux à des fins médicales, on a besoin de dispositifs biocompatibles. On les utilise par exemple pour la surveillance des signes vitaux, la photothérapie ou l’optogénétique. Des scientifiques japonais ont récemment créé une fibre optique biocompatible et biodégradable à base d’agar. Ce matériau provient d’une espèce d’algue rouge appelée Gracilaria.
Dans cet article :
Le matériau est transparent, flexible, comestible et renouvelable
La nouvelle fibre optique a été produite à partir d’agar, une gélatine naturelle obtenue à partir d’algues rouges. Elle est transparente, flexible, comestible et renouvelable.
Lorsque la fibre est excitée par une lumière cohérente, elle produit des motifs lumineux granulaires. Lorsque les courants électriques présents dans le milieu traversent la fibre, ils modulent l’indice de réfraction de l’agar. Ensuite, cela crée des perturbations dans les motifs granulaires, connues sous le nom de « speckles ». L’analyse de ces perturbations permet de déterminer l’ampleur et la direction des stimuli électriques. La précision des mesures est très fiable, même pour des courants inférieurs à 100 microampères.
La capacité à détecter des signaux électriques aussi subtils que ceux-ci pourrait être essentielle pour d’éventuelles applications biomédicales.
« La fibre pourrait être utilisée dans des systèmes de capteurs pour surveiller les stimuli bioélectriques produits dans le cerveau ou les muscles, servant d’alternative biodégradable aux électrodes conventionnelles. Dans ce cas, les signaux optiques pourraient être décodés pour diagnostiquer les perturbations. Une autre possibilité serait d’utiliser la fibre comme interface auxiliaire dans les connexions homme-ordinateur pour les technologies d’assistance ou de réadaptation. »
Le professeur Eric Fujiwara, auteur de l’étude
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Un large champ d’application à exploiter
L’agar est facilement manipulable et peut prendre diverses formes géométriques. Il peut ainsi être utilisé pour fabriquer des lentilles et d’autres dispositifs optiques sensibles au courant électrique. L’avantage le plus important est que la fibre peut être absorbée par l’organisme après utilisation, ce qui évite des interventions chirurgicales supplémentaires.
Les scientifiques essaient actuellement d’élargir le champ d’application de ce matériau. Ils projettent de fabriquer un nouveau type de capteur optique en exploitant la conductivité électrique de l’agar. Ils pensent pouvoir améliorer la réponse du capteur en ajustant la composition chimique du matériau.
Les fibres optiques fabriquées à partir de matériaux biodégradables constituent également une alternative aux technologies de télécommunications existantes basées sur des fibres de verre ou de plastique.
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