Introduction
L'application des mini-robots en médecine suscite un intérêt et une innovation croissants. De l'administration ciblée de médicaments à la réalisation d'interventions chirurgicales délicates, les possibilités sont vastes. Un arsenal de robots, dont la taille varie du nanomètre au centimètre, a déjà été développé et testé pour diverses tâches médicales.
Les défis des mini-robots en médecine
Malgré les progrès réalisés, les mini-robots disponibles aujourd'hui se heurtent à d'importantes limitations. Lors des interventions de microchirurgie endoscopique, par exemple, les instruments nécessaires sont souvent trop lourds pour qu'un seul robot de quelques millimètres puisse les transporter jusqu'à leur destination. De plus, la locomotion de ces robots est entravée par la présence de mucus sur les surfaces internes du corps, ce qui réduit l'adhérence et provoque des glissades.
Innovation TrainBot
Pour surmonter ces défis, une équipe dirigée par Tian Qiu au Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) à Dresde a développé une solution innovante : le TrainBot, un convoi reliant plusieurs mini-robots millimétriques. Équipés de pieds antidérapants renforcés en forme de pointes, ces robots travaillent ensemble pour transporter des instruments endoscopiques.
TrainBot fonctionne sans fil, contrôlé par un champ magnétique rotatif qui coordonne simultanément les unités individuelles. Cette approche permet des mouvements précis dans un seul plan, contrôlant à la fois la direction et la rotation, essentielles pour manœuvrer dans les espaces confinés du corps humain. Le système d'actionnement et de contrôle externe est conçu pour fonctionner à des distances compatibles avec l'échelle du corps humain.
Application en microchirurgie des voies biliaires
Des chercheurs du DKFZ de Dresde ont déjà utilisé leur convoi TrainBot de trois unités pour simuler une intervention chirurgicale. Dans le cas d'un cancer des voies biliaires, celles-ci se bouchent souvent, provoquant une dangereuse accumulation de bile. L'obstruction doit être ouverte après un diagnostic endoscopique, qui consiste à introduire un angle aigu à travers l'intestin grêle jusqu'aux voies biliaires – un défi de taille pour les endoscopes flexibles.
« C'est là que le train robotique flexible révèle toute sa puissance », explique Tian Qiu, chef de projet. Son équipe a démontré cela en utilisant des organes prélevés sur un porc. Le train robotisé était capable de manœuvrer un instrument endoscopique équipé d'un fil-électrode pour l'ablation électrique des tissus du canal cholédoque. Une fois la pointe de l'électrode atteinte, une tension électrique est appliquée et l'obstruction tissulaire est progressivement levée par un procédé appelé « électrocautérisation ». Le fil-électrode utilisé mesurait 25 cm de long et était trois fois et demie plus lourd qu'un TrainBot.
Perspectives d'avenir
« Après les résultats prometteurs obtenus avec les TrainBots sur le modèle d'organe, nous sommes optimistes quant au développement d'équipes de mini-robots pour d'autres tâches en chirurgie endoscopique », déclare Moonkwang Jeong, premier auteur de l'étude. L'utilisation de trains de mini-robots ouvre de nouvelles perspectives en médecine mini-invasive. Outre la suppression des obstructions, ces robots peuvent être programmés pour poser des cathéters pour le drainage des fluides ou administrer des médicaments directement sur la zone affectée.
Cette avancée représente une avancée significative vers la nouvelle génération de procédures médicales, où technologie et innovation s'allient pour améliorer les résultats des patients et repousser les limites du possible en médecine moderne. La collaboration entre les unités robotisées amplifie les capacités individuelles, offrant des solutions efficaces à des défis auparavant considérés comme insurmontables.
