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Un dispositif pour injecter des médicaments sans l’aide d’une aiguille -MIT

Un dispositif pour injecter des médicaments sans l’aide d’une aiguille -MIT

Un dispositif pour injecter des médicaments sans l’aide d’une aiguille -MIT 560 264 Sébastien BAGES

Se faire vacciner au cabinet du médecin peut devenir moins pénible dans un avenir pas si lointain.


Des chercheurs du MIT ont conçu un appareil qui délivre un petit jet à haute pression passant à travers la peau, sans l’utilisation d’une aiguille hypodermique. L’appareil peut être programmé pour fournir une large gamme de doses à des profondeurs différentes – une amélioration par rapport à d’autres systèmes d’injection similaires qui sont maintenant disponibles dans le commerce.

Les chercheurs disent que parmi les autres avantages, la technologie peut aider à réduire les problèmes liés aux piqûres d’aiguille ; les Centers for Disease Control and Prevention (Centres de Contrôle et de Prévention des Maladies) estiment que le personnel hospitalier pique accidentellement 385 000 fois par an. Un dispositif sans aiguille peut également contribuer à améliorer les soins sur les patients souffrant du “malaise” de l’aiguille, et facilitera l’injection régulière de produits comme l’insuline.

« Si vous avez peur des aiguilles et devez souvent vous auto-injecter des médicaments, la compliance peut être un problème », explique Catherine Hogan, chercheuse au Département du MIT en Génie Mécanique et membre de l’équipe de recherche. « Nous pensons que ce genre de technologie (…) pourrait faire cesser certaines des phobies que les gens peuvent avoir au sujet des aiguilles ».

L’équipe a rapporté les informations du développement de cette technologie dans le journal Medical Engineering & Physics.

 

Au-delà de l’aiguille

Durant les dernières décennies, les scientifiques ont mis aux points diverses solutions de rechange aux aiguilles hypodermiques. Par exemple, les timbres de nicotine libèrent lentement des médicaments à travers la peau. Mais ces tâches ne peuvent que libérer des molécules de médicaments assez petites pour passer à travers les pores de la peau, ce qui limite le type de médicament qui peut être transféré.

Concernant la diffusion des médicaments basés sur des protéines plus larges, les chercheurs ont mis au point de nouvelles technologies capables de les envoyer – comprenant un injecteur sans aiguille, qui produit un jet haute vitesse de médicaments qui pénètrent la peau. Bien qu’il existe plusieurs dispositifs identiques sur ​​le marché aujourd’hui, Hogan note qu’il y a des inconvénients à ces matériels. Les mécanismes qu’ils utilisent, en particulier des concepts à ressort, sont essentiellement des “bang ou rien”, c’est-à-dire qu’ils libèrent une bobine qui éjecte la même quantité de médicaments à la même profondeur à chaque fois.

 

Dépasser l’épiderme


 
Aujourd’hui, l’équipe du MIT, dirigée par Ian Hunter, le Professeur de génie mécanique de George N. Hatsopoulos, a conçu un système de jet-injection qui offre une gamme de doses à des profondeurs variables, d’une manière très contrôlée.

Le dispositif est construit autour d’un mécanisme appelé actionneur de force de Lorentz – un petit aimant puissant entouré par une bobine de fil qui est attachée à un piston, et à l’intérieur se situe une ampoule de médication. Lorsque le courant passe, il interagit avec le champ magnétique pour produire une force qui pousse le piston vers l’avant, l’éjection du médicament se fait à très haute pression et vitesse (presque aussi rapide que la vitesse du son dans l’air) au travers d’une buse de l’ampoule – qui a une ouverture aussi large qu’un proboscis de moustique.

La vitesse de la bobine et celle communiquée au médicament peuvent être commandées par la quantité de courant appliquée ; l’équipe du MIT a généré des profils de pressions qui modulent le courant. Les formes d’onde résultante sont généralement constituées de deux phases distinctes : une première phase de haute pression dans laquelle le dispositif éjecte la solution à une vitesse suffisamment élevée pour “violer” la frontière de la peau et atteindre la profondeur souhaitée, puis une phase de basse pression où le médicament est délivré par un flux plus lent qui peut être facilement absorbée par le tissu environnant.

Grâce à des tests, le groupe a constaté que différents types de peau peuvent nécessiter différentes formes d’onde pour fournir des volumes suffisants de médicaments à la profondeur désirée.

« Si je veux traverser la peau d’un bébé pour administrer le vaccin, je n’aurai pas besoin d’autant de pression que pour ma propre peau », dit Hogan. « Nous pouvons adapter le profil de pression pour être en mesure de le faire, et c’est la beauté de ce dispositif ».

Samir Mitragotri, Professeur en ingénierie chimie à l’Université de Californie à Santa Barbara, a mis au point de nouvelles façons de délivrer des médicaments, y compris l’injection par réaction. Mitragotri, qui n’a pas participé à la recherche, voit la technologie du groupe comme une étape prometteuse, au-delà des concepts de base disponibles dans le commerce.

« Les injecteurs sans aiguille disponibles sur le marché (…) fournissent un contrôle limité, restreignant leurs applications à certains médicaments ou populations de patients », dit Mitragotri. «[Ce] concept permet un excellent contrôle des paramètres, y compris les vitesses de jet et des doses (…) ce qui renforcera l’applicabilité des dispositifs de médications sans aiguille ».

L’équipe développe également une version de l’appareil pour l’administration transdermique de médicaments, qui se trouvent habituellement sous forme de poudre, en programmant l’appareil pour qu’il vibre. La poudre se retrouve “fluidisée” et peut être livrée à travers la peau un peu comme un liquide. Hunter explique qu’un tel véhicule de livraison des formules en poudre peut aider à résoudre ce qui est connu sous le nom du problème de “la chaîne du froid” : les vaccins livrés aux pays en développement ont besoin d’être réfrigérés lorsqu’ils sont sous forme liquide. Souvent, les refroidisseurs se brisent, gâtant des lots entiers de vaccins. Au lieu de cela, conclut M. Hunter, un vaccin pouvant être administré sous forme de poudre ne nécessite pas de refroidissement, et évite le problème de la chaîne du froid.


Citations du MIT
Crédits image & vidéo : MIT BioInstrumentation Lab

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Sébastien BAGES
About the author

Sébastien BAGES

Plus de trois années de travail passionné sur Civilisation 2.0 Actus, et fondateur de l'association Civilisation 2.0, je mets à contribution mon expertise de veille technique et scientifique, mon analyse de chef de projet, mon engouement pour la science et ses outils, et mon expérience dans le développement stratégique afin d'offrir à tous ce qui en résulte.

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