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L’argent, l’or et un type spécial de caoutchouc ont aidé les chercheurs de l’Institute for Basic Science (IBS) en Corée du Sud à mettre au point un dispositif capable de mesurer les signaux électrophysiologiques et de stimuler le cœur. Leurs résultats sont publiés dans Nature Nanotechnology.

Un dispositif flexible

Les appareils électroniques portables ont le potentiel d’être des dispositifs de diagnostics utiles, tels que la surveillance de l’activité physique et de la fonction cardiaque. Pour fonctionner de manière optimale, ces appareils doivent être flexibles et sensibles aux mouvements et aux signaux bioélectriques.

Dans la présente étude, des chercheurs menés par le Dr Choi Suji à l’IBS ont inventé un dispositif portable pouvant être utilisé pour enregistrer l’activité électrique du cœur et des muscles, c’est-à-dire produire un électrocardiogramme (ECG) et un électromyogramme (EMG). Ce patch étirable et conducteur a été créé à l’aide de nanofils d’argent recouverts d’or mélangés à un type de caoutchouc appelé polystyrène-butadiène-styrène (SBS).

Les caoutchoucs conducteurs classiques à base de fil d’argent ont des applications biomédicales limitées car l’argent est toxique pour le corps. Cependant, comme les chercheurs ont recouvert les nanofils d’argent d’une gaine d’or inerte, l’argent n’a pas pu être lessivé et protégé de la corrosion par l’air et les fluides biologiques tels que la sueur.

Trouver les bonnes proportions était la clé du succès

« Nous avons profité de la haute conductivité de l’argent, de l’extensibilité de SBS et de la biocompatibilité élevée de l’or », a expliqué le professeur Hyeon Taeghwan, directeur du Centre for Nanoparticle Research du l’IBS et auteur du document. « Trouver la bonne proportion de chaque matériau était la clé du succès. »

L’élasticité et l’extensibilité de l’appareil lui ont permis de suivre les contours des articulations flexibles, telles que le poignet. Porté sur l’avant-bras, il surveillait simultanément les signaux EMG et délivrait des stimulations électriques et / ou thermiques pouvant être utilisées dans des applications thérapeutiques.

L’équipe de recherche a également produit un plus grand maillage personnalisé adapté à la partie inférieure d’un cœur de porc. Enroulé autour du cœur, l’implant peut lire les signaux de l’ensemble de l’organe pour identifier des lésions et favoriser la récupération. Par exemple, il a pu enregistrer le changement de signal ECG causé par une crise cardiaque aiguë. Il a été démontré que ce maillage était stable lors de mouvements cardiaques répétitifs et n’interférait pas avec l’activité de pompage du cœur.

Plus proche de la physiologie humaine 

« Bien que divers dispositifs cardiaques mous aient été inventés pour le cœur des rats, cette étude sur les porcs peut se rapprocher de la physiologie humaine avec plus de précision », a déclaré Choi. « Notre objectif est d’étudier les maladies cardiaques et de stimuler plus efficacement le cœur en synchronisant l’activité de pompage cardiaque. »

À l’avenir, les chercheurs ont l’intention de maximiser la conductivité et l’extensibilité de leur appareil en concevant de nouveaux matériaux non toxiques et en étudiant l’effet thérapeutique du maillage dans les maladies cardiaques

Source : IBS