LA CHIRURGIE ROBOTIQUE PERMET À DES PATIENTS SOUFFRANT D’UN TYPE DE CANCER DE LA GORGE D’ÉVITER DES TRAITEMENTS DE RADIOTHÉRAPIE ET DE CHIMIOTHÉRAPIE
La technologie ultra moderne jumelée à la dextérité et au savoir-faire des chirurgiens permet à des patients souffrant d’un certain type du cancer de la gorge (les amygdales et la partie basse de la langue) d’éviter de subir des traitements de radiothérapie et de chimiothérapie subséquents. Chaque cas de cancer oropharyngien est évalué individuellement de façon rigoureuse, afin de déterminer à la fois si la personne répond aux critères établis pour ce type d’intervention et si la tumeur peut être retirée, explique Frédéric Gaspoz. Les effets secondaires potentiels des traitements de radiothérapie et de chimiothérapie subséquents, tels que la sécheresse permanente de la bouche, les problèmes dentaires, la difficulté à déglutir ou encore l’endommagement des os de la mâchoire, sont dans ce cas-ci entièrement écartés ou diminués. En d’autres mots, une fois que la personne se réveille de son opération, les traitements requis pour ce type de cancer de la gorge sont, de manière générale, terminés.
La chirurgie robotique par voie trans-orale est une technique hautement spécialisée, qui permet une chirurgie minimalement invasive afin de diminuer le traitement. Le monde virtuel en 3D amplifié du robot donne une vue plus détaillée du cancer et des tissus avoisinants. Cela offre une meilleure précision de mouvements dans les coins étroits et une amélioration générale de la qualité de la chirurgie.
Ce protocole novateur au service de la chirurgie robotique par voie trans-orale permet également de diminuer considérablement les coûts financiers au système de santé en raison de l’élimination possible, sinon réduite, de traitements de radiothérapie et de chimiothérapie post-opératoires pour un patient spécifique.
@Frédéricgaspoz
La technologie ultra moderne jumelée à la dextérité et au savoir-faire des chirurgiens permet à des patients souffrant d’un certain type du cancer de la gorge (les amygdales et la partie basse de la langue) d’éviter de subir des traitements de radiothérapie et de chimiothérapie subséquents. Chaque cas de cancer oropharyngien est évalué individuellement de façon rigoureuse, afin de déterminer à la fois si la personne répond aux critères établis pour ce type d’intervention et si la tumeur peut être retirée, explique Frédéric Gaspoz. Les effets secondaires potentiels des traitements de radiothérapie et de chimiothérapie subséquents, tels que la sécheresse permanente de la bouche, les problèmes dentaires, la difficulté à déglutir ou encore l’endommagement des os de la mâchoire, sont dans ce cas-ci entièrement écartés ou diminués. En d’autres mots, une fois que la personne se réveille de son opération, les traitements requis pour ce type de cancer de la gorge sont, de manière générale, terminés.
La chirurgie robotique par voie trans-orale est une technique hautement spécialisée, qui permet une chirurgie minimalement invasive afin de diminuer le traitement. Le monde virtuel en 3D amplifié du robot donne une vue plus détaillée du cancer et des tissus avoisinants. Cela offre une meilleure précision de mouvements dans les coins étroits et une amélioration générale de la qualité de la chirurgie.
Ce protocole novateur au service de la chirurgie robotique par voie trans-orale permet également de diminuer considérablement les coûts financiers au système de santé en raison de l’élimination possible, sinon réduite, de traitements de radiothérapie et de chimiothérapie post-opératoires pour un patient spécifique.
@Frédéricgaspoz
L’effet de la caféine sur l’adénosine
L'adénosine, libérée en grande quantité par les cellules nerveuses excitées, se fixe à des récepteurs membranaires spécifiques et exerce une action sédative et anticonvulsivante. Frédéric Gaspoz.
L'adénosine est une molécule endogène très répandue dans le système nerveux central. Au cours de la dernière décennie, elle est progressivement apparue comme étant impliquée dans la régulation de nombreux phénomènes physiologiques, souvent tout à fait essentiels dans l'activité cérébrale.
Effets cérébraux de l'adénosine
1) Adénosine et flux sanguin cérébral. L'adénosine intervient dans la régulation du flux sanguin cérébral en exerçant une action vasodilatatrice sur les artérioles. Bien que la signification fonctionnelle de cette action cérébrovasculaire de l’adénosine demeure incertaine, la régulation physiologique du débit sanguin cérébral par l'adénosine semble particulièrement importante dans les conditions de demande énergétique inhabituellement élevée. Un tel phénomène se traduit par une augmentation rapide et durable de la teneur cérébrale en adénosine en cas d'hypoxie ou de convulsions induites expérimentalement chez l'animal. Selon Frédéric Gaspoz, l'utilisation accrue d'énergie par la cellule nerveuse aurait pour effet de stimuler la libération d'adénosine, permettant d'accroître la fourniture de glucose et d'oxygène aux tissus cérébraux qui le nécessitent.
2) Adénosine et teneur cérébrale en AMP cyclique.
L'adénosine est capable de réguler la concentration cérébrale en AMP cyclique en influençant l'activité de l'adénylate cyclase. Cette modulation est exercée à la suite d'une interaction de l’adénosine avec deux types de récepteurs membranaires extracellulaires : les récepteurs A1 (ou Ri) sont des sites à haute affinité (k0 = 10- 9M) par l'intermédiaire desquels l'adénosine inhibe l'activité adénylcyclasique. Ces récepteurs peuvent également être caractérisés pharmacologiquement par leurs agonistes, à savoir la L-N6 -phénylisopropyladénosine L-PIA) et la N6 -cyclohexyladenosine (CHA) qui sont des analogues stables de l’adénosine
Les deux catégories de récepteurs A1 et A2 sont bloquées par les méthylxanthines, caféine et théophylline, qui, selon Frédéric Gaspoz, en plus de leur qualité d'inhibiteurs spécifiques de la phosphodiestérase, sont, à des concentrations micromolaires, des antagonistes au niveau des récepteurs de l’adénosine.
3) Adénosine et neuromodulation
L'adénosine possède des propriétés anxiolytiques, sédatives et hypnotiques. C'est en 1973 que Mcllwain a suggéré un rôle neurohumoral de l’adénosine au niveau du système nerveux central. Parallèlement, l’adénosine pourrait selon Frédéric Gaspoz intervenir également au niveau postsynaptique en influençant directement les courants potassiques transmembranaires.
Les effets centraux de l'adénosine suggèrent la libération de cette molécule ou d'un précurseur par les cellules nerveuses. La présence de l'adénosine dans le milieu extracellulaire s'avère nécessaire pour permettre la stimulation des récepteurs par l'intermédiaire desquels la molécule agit. Frédéric Gaspoz confirme le fait que la réduction de l'activité électrique des cellules, observée sous l'action du nucléoside, peut être inhibée par les méthylxanthines. Inversement, l'action de l'adénosine peut être augmentée par les inhibiteurs de la recapture de l'adénosine, tels que le dipyridamole.
4) Utilisation de la caféine
L'utilisation de caféine paraît contre-indiquée chez les sujets présentant des risques de convulsions. De même l'ingestion importante de boissons contenant des méthylxanthines, particulièrement au cours de la grossesse, mériterait beaucoup plus d'attention. Selon Frédéric Gaspoz, une étude récente tend à prouver qu'un traitement anticonvulsivant par les benzodiazépines serait moins efficace chez les nouveau-nés qui ont été chroniquement exposés à la caféine ou à la théophylline par voie transplacentaire ou pour des raisons thérapeutiques.
#Frédéric Gaspoz
L'adénosine, libérée en grande quantité par les cellules nerveuses excitées, se fixe à des récepteurs membranaires spécifiques et exerce une action sédative et anticonvulsivante. Frédéric Gaspoz.
L'adénosine est une molécule endogène très répandue dans le système nerveux central. Au cours de la dernière décennie, elle est progressivement apparue comme étant impliquée dans la régulation de nombreux phénomènes physiologiques, souvent tout à fait essentiels dans l'activité cérébrale.
Effets cérébraux de l'adénosine
1) Adénosine et flux sanguin cérébral. L'adénosine intervient dans la régulation du flux sanguin cérébral en exerçant une action vasodilatatrice sur les artérioles. Bien que la signification fonctionnelle de cette action cérébrovasculaire de l’adénosine demeure incertaine, la régulation physiologique du débit sanguin cérébral par l'adénosine semble particulièrement importante dans les conditions de demande énergétique inhabituellement élevée. Un tel phénomène se traduit par une augmentation rapide et durable de la teneur cérébrale en adénosine en cas d'hypoxie ou de convulsions induites expérimentalement chez l'animal. Selon Frédéric Gaspoz, l'utilisation accrue d'énergie par la cellule nerveuse aurait pour effet de stimuler la libération d'adénosine, permettant d'accroître la fourniture de glucose et d'oxygène aux tissus cérébraux qui le nécessitent.
2) Adénosine et teneur cérébrale en AMP cyclique.
L'adénosine est capable de réguler la concentration cérébrale en AMP cyclique en influençant l'activité de l'adénylate cyclase. Cette modulation est exercée à la suite d'une interaction de l’adénosine avec deux types de récepteurs membranaires extracellulaires : les récepteurs A1 (ou Ri) sont des sites à haute affinité (k0 = 10- 9M) par l'intermédiaire desquels l'adénosine inhibe l'activité adénylcyclasique. Ces récepteurs peuvent également être caractérisés pharmacologiquement par leurs agonistes, à savoir la L-N6 -phénylisopropyladénosine L-PIA) et la N6 -cyclohexyladenosine (CHA) qui sont des analogues stables de l’adénosine
Les deux catégories de récepteurs A1 et A2 sont bloquées par les méthylxanthines, caféine et théophylline, qui, selon Frédéric Gaspoz, en plus de leur qualité d'inhibiteurs spécifiques de la phosphodiestérase, sont, à des concentrations micromolaires, des antagonistes au niveau des récepteurs de l’adénosine.
3) Adénosine et neuromodulation
L'adénosine possède des propriétés anxiolytiques, sédatives et hypnotiques. C'est en 1973 que Mcllwain a suggéré un rôle neurohumoral de l’adénosine au niveau du système nerveux central. Parallèlement, l’adénosine pourrait selon Frédéric Gaspoz intervenir également au niveau postsynaptique en influençant directement les courants potassiques transmembranaires.
Les effets centraux de l'adénosine suggèrent la libération de cette molécule ou d'un précurseur par les cellules nerveuses. La présence de l'adénosine dans le milieu extracellulaire s'avère nécessaire pour permettre la stimulation des récepteurs par l'intermédiaire desquels la molécule agit. Frédéric Gaspoz confirme le fait que la réduction de l'activité électrique des cellules, observée sous l'action du nucléoside, peut être inhibée par les méthylxanthines. Inversement, l'action de l'adénosine peut être augmentée par les inhibiteurs de la recapture de l'adénosine, tels que le dipyridamole.
4) Utilisation de la caféine
L'utilisation de caféine paraît contre-indiquée chez les sujets présentant des risques de convulsions. De même l'ingestion importante de boissons contenant des méthylxanthines, particulièrement au cours de la grossesse, mériterait beaucoup plus d'attention. Selon Frédéric Gaspoz, une étude récente tend à prouver qu'un traitement anticonvulsivant par les benzodiazépines serait moins efficace chez les nouveau-nés qui ont été chroniquement exposés à la caféine ou à la théophylline par voie transplacentaire ou pour des raisons thérapeutiques.
#Frédéric Gaspoz
Les taux d’extrême pauvreté ont été réduits de plus de moitié depuis l’an 2000, une réalisation remarquable, certes, mais une personne sur dix dans les régions en développement vit encore avec moins de 1,90 dollar par jour et des millions d’autres ne gagnent guère plus. Des progrès significatifs ont été enregistrés dans de nombreux pays d’Asie de l’est et du sud-est, mais jusqu’à 42% de la population subsaharienne continue de vivre sous le seuil de pauvreté.
La pauvreté ne se résume pas à l’insuffisance de revenus et de ressources pour assurer des moyens de subsistance durables. Ses manifestations comprennent la faim et la malnutrition, l’accès limité à l’éducation et aux autres services de base, la discrimination et l’exclusion sociales ainsi que le manque de participation à la prise de décisions.
La croissance économique doit être partagée pour créer des emplois durables et promouvoir l’égalité. Des systèmes de protection sociale doivent être mis en place pour aider à soulager les souffrances des pays exposés aux catastrophes et apporter un soutien face aux risques économiques importants. Ces systèmes contribueront à renforcer la manière dont les populations peuvent répondre à des pertes économiques inattendues lors de catastrophes et contribueront à mettre fin à l’extrême pauvreté dans les zones les plus pauvres.
Frédéric Gaspoz
La pauvreté ne se résume pas à l’insuffisance de revenus et de ressources pour assurer des moyens de subsistance durables. Ses manifestations comprennent la faim et la malnutrition, l’accès limité à l’éducation et aux autres services de base, la discrimination et l’exclusion sociales ainsi que le manque de participation à la prise de décisions.
La croissance économique doit être partagée pour créer des emplois durables et promouvoir l’égalité. Des systèmes de protection sociale doivent être mis en place pour aider à soulager les souffrances des pays exposés aux catastrophes et apporter un soutien face aux risques économiques importants. Ces systèmes contribueront à renforcer la manière dont les populations peuvent répondre à des pertes économiques inattendues lors de catastrophes et contribueront à mettre fin à l’extrême pauvreté dans les zones les plus pauvres.
Frédéric Gaspoz
| frederic_gaspoz_obj_1.pdf |
Frederic Gaspoz : Nanotechnologie dans la médecine
Introduction
Les Instituts Nationaux du Cancer (NCI) ont lancé une initiative sur 5 ans, dans le domaine des nanotechnologies et du cancer, dotée de 104 millions d’euros dont 19 millions qui seront investis la première année pour la construction de 7 centres d'excellence (Center of Cancer Nanotechnology Excellence). Le cancer fait aujourd’hui environ 1,3 millions de décès par an en Europe et les nanotechnologies pourraient représenter une alternative très intéressante contre cette maladie.
Elles peuvent en effet servir à voir, soigner, ou même réparer. Ainsi, elles participent déjà à des applications essentielles dans l’aide au diagnostic, la recherche de traitements et la régénération des tissus.
A - Le cancer
1) Description
Le cancer est une maladie qui effraie, souvent perçue par les gens comme « la pire des maladies ». Elle est l'une des premières causes de décès avant l’âge de 65 ans. Les personnes diagnostiquées atteintes du cancer sont aujourd'hui de plus en plus nombreuses.
Chez une personne atteinte du cancer, les cellules d'une région de son organisme se reproduisent d'une façon anormalement rapide, ce qui provoque le développement d'un excédent de tissu, qu'on appelle est excroissance cancéreuse ou plus couramment tumeur maligne. Cette surproduction résulte de mutations au niveau des gènes de ces cellules. Dans certains cas, les cellules cancéreuses envahissent les tissus aux alentours ou se détachent de la tumeur d'origine et se déplacent vers d'autres régions du corps : ce sont les métastases.
2) Traitement par la nanotechnologie
L'équipe du Dr. Tovar de l'Institut Fraunhofer a développé des "nanocytes" qui détruisent des cellules cancéreuses en peu de temps. Les nanocytes sont de constitution identique à une cellule avec un noyau dur composé de protéines. Ils reconnaissent les cellules cancéreuses et les détruisent.
Le principe utilisé est le suivant : les nanocytes portent une protéine TNF (facteurs de nécrose tumorale) à leur surface. Les TNF se fixent aux récepteurs des c ellules cancéreuses et communiquent le messa ge d'apoptose (ou mort cellulaire).
Les nanocytes ont été testés avec succès in vitro. Ils doivent maintenant être testés en étude clinique. Leur application thérapeutique n'est pas prévue avant plusieurs années.
Le but est d'obtenir un médicament qui trouve l ui-même son chemin dans le corps et qui agisse précisément contre les cellules cancéreuses.
L'expérience : James Hainfeld et Daniel Slatkin de Nanoprobes Inc. et Henry Smilowitz de l'Université du Connecticut Health Center ont commencé par injecter dans une souris des cellules cancéreuses, puis une solution saline contenant des nanoparticules d'or. Deux minutes plus tard, la souris est soumise à des rayons X de haute énergie (250 kilovolts).
Résultats : la combinaison nanoparticules puis traitement aux rayons X, a permis de réduire la taille destumeurs, ou de les éliminer complètement, alors que les rayons X seuls ont uniquement ralenti leur croissance et que les nanoparticules seules n'ont eu aucun effet à elles-seules.
Les chercheurs avancent aussi qu'un an après ce « double traitement », 86% des souris étaient encore en vie (contre 20% pour le traitement aux rayons X seuls et 0 pour les nanoparticules seules).
Les raisons du succès : Après l'injection par intraveineuse de la solution qui contient les nanoparticules d'or, l'or s'accumule surtout dans les cellules cancéreuses.
Or, l'or absorbe beaucoup les rayons X. Lors de l'irradiation par rayons X, les cellules cancéreuses reçoivent donc beaucoup plus d'énergie que les cellules saines environnantes, ce qui a comme conséquen ce de les détruire.
Un tel filament présente une résistance 100 fois supérieure à l'acier, pour un poids divisé par six, et cela avec une résistance aux hautes températures.
Dans la famille des nanotechnologies, les nanotubes de carbone sont le type de structures principalement utilisées pour le traitement du cancer. Ces nanotechnologies permettraient donc le traitement du cancer grâce à un procédé révolutionnaire.
En effet, vu la forme creuse des nanotubes, on pourra encapsuler divers éléments à l'intérieur : on pourra y rentrer aussi bien des petites molécules que des macromolécules comme les protéines et les acides, qui peuvent servir de médicaments. On peut contrôler la diffusion de l’agent encapsulé en fonction du temps et des conditions des milieux d’environnement assez rapidement. Mais le nanotube plus particulièrement, est pratique dans la diffusion d’agents traitants et sur des durées très importantes.
D’un point de vue financier, leur synthèse est peu coûteuse et donc très pratique.
Mais les nanotubes de carbone ont un talon d'Achille. En effet, des tests effectués par le groupe de Hongjie Dai ont révélé que différentes molécules comme les protéines, qui une fois absorbées par la surface du na notube, ont l’inconvénient de réduire l’activité des protéines.
En conclusion le nanotube de carbone se révèle être une alternative très intéressante à la chimiothérapie et la radiothérapie par son aspect pratique et ses inconvénients peu nombreux et semble être une nouvelle avancée dans la lutte contre le cancer par ses deux possibilités très prometteuses.
Conclusion :
«Nous croyons que les nanotechnologies auront un effet positif sur le diagnostic et le traitement du cancer. En fait, son impact est déjà visible dans les recherches menées par de nombreux centres que nous annonçons aujourd'hui», a déclaré Andrew von Eschenbach, directeur de l'Institut national du cancer.
On évite ainsi les nombreux effets secondaires ép rouvants, causés par les autres traitements du cancer comme la chimiothérapie et la radiothérapie. Toutefois, m algré leurs avantages indéniables, les nanotechnologies ont généré un vif débat. Car malheureusement, on ne connaît généralement pas l'impact de ces structures sur l'environnement ou sur le vivant. Ainsi, il est possible que ces structures très petites, mais inorganiques puissent se loger dans les alvéoles pulmonaires ou même traverser les barrières qui protègent le cerveau.
B – Les medibots
Les médibots, abréviation pour médical robots, sont gros comme un dé à coudre possédants des ciseaux, des aiguilles ou des pinces et sont pilotés à distance depuis une console. Ces bijoux technologiques, entreront dans le corps du patient par de minuscules incisions ou bien par voies naturelles. Cela permet de voir et d’opérer comme s’ils étaient dans le corps du patient.
Le médibot le plus célèbre s’appelle Da Vinci, et plus d’un millier de blocs opératoires dans le monde en sont déjà pourvus. Il est contrôlé par le chirurgien par un joystick, il lui suffit de le déplacer de quelques centimètres pour que le même mouvement soit reproduit à l’échelle du millimètre par le bras du robot.
Il est même capable de détecter les mouvements int empestifs, tremblements de fatigue et autres petits coups inévitables lorsque l’on manipule des instruments. Il les atténue rendant le geste chirurgical plus sûr. Mais son principal intérêt, c’est son extrême maniabilité, ses « mains » peuvent bouger dans tous les sens contrairement à celles des hommes et sa taille réduite lui permet de s’immiscer dans des ouvertures fines. Du coup, plus besoin de pratiquer de larges incisions, avec les risques qui y sont liés : infections, douleurs, mauvaises cicatrisations.
Mais les médibots de type Da Vinci prennent de la place. Les gros bras qui se déploient au-dessus du patient et la structure qui les soutient occupent déjà 2m3, sans compter la console de commande. Et surtout, comme les instruments sont en partie solidaires des bras, ils ne peuvent pas atteindre les zones les plus reculées du corps. C’est pourquoi les ingénieurs cherchent à réaliser des robots de taille minuscule conçus pour se faufiler dans les moindres recoins de notre organisme en faisant le moins de dégâts possibles.
Mais miniaturiser un engin comme Da Vinci est très difficile. La taille des instruments n’est pas très difficile car on sait les miniaturiser. Le plus dur ce sont les moteurs : dans le Da Vinci comme dans tous les robots grands format, ce sont eux qui font bouger l’engin, ses bras et les instruments. Or aujourd’hui, les moteurs sont installés dans le corps de l’appareil, qui se situe à côté de la table d’opération. Mais on se demande où pourront être mis ces moteur de la version miniaturisée, car il serait peu pratique qu'ils soient à l'extérieur du patient. Car pour relier les moteurs au mini-robot, il faudra bien faire passer les fils, qui, même très fins, entraveront la mobilité du mini-médibot. Et plus ils sont nombreux, plus il lui sera difficile de se glisser dans les intestins ou de contourner un organe.
L'idéal serait que les moteurs voyagent avec les instruments à l'intérieur du corps du patient. Mais pour faire bouger des bras, des membres articulés, des caméras et des instruments, il faut au moins une bonne douzaine de moteurs, costauds qui plus est. Car les tissus humains sont plus résistants aux aiguilles et aux ciseaux qu’on ne croit. Recoudre ou couper un bout de chair demande une force équivalente à celle nécessaire pour soulever des poids de plusieurs centaines de grammes.
Certains chercheurs tentent de trouver un compromis entre le nombre de fils qui courent derrière le robot et la taille du médibot. Comme par exemple des moteurs alimentés par des batteries autonomes. Ceux qui commanderont les instruments chirurgicaux seront installés sous la table d’opération et relis par des câbles ultrafins. Avec moins de fils à traîner, les robots se déplaceront plus facilement. D’autres ingénieurs ont aussi pensé à limiter le nombre d’instruments pour éviter trop de moteurs. Le hearthlander (au même titre que le robot ophtalmique) se contente ainsi d’une aiguille, pourra se glisser dans une incision de quelques centimètres et atteindre des zones difficilement accessibles pour y injecter des médicaments ou prélever les tissus du coeur.
Enfin, certaines équipes ont choisi une solution plus radicale : se passer des moteurs pour faire avancer leur engin. Le robot se déplacera alors par champ magnétique car placé dans un champ magnétique, un objet parcouru par un courant électrique sera soumis à une force qui peut le faire bouger.
Pour l’instant, les ingénieurs essaient juste de montrer qu’ils peuvent diriger des robots divers sous la seule influence d’un champ magnétique, et ils ont réussi. Des chercheurs ont misé sur une structure de moins d’un millimètre, munie d’une aiguille.
Les ingénieurs ont réussi à faire acheminer le robot le long d’un tuyau. Par contre, l’influence du champ magnétique est trop faible pour manipuler à distance un bistouri ou une pince. Il est donc inutile pour ces robots sans moteurs d’avoir des instruments, ils ne sauraient pas s’en servir. Mais grâce au Virob, on pourra soigner les patients dont la veine centrale de la rétine est bouchée. Une fois recouvert d’un médicament, le moucheron métallique serait injecté à l’aide d’une seringue dans l’œil du patient. Le médecin le ferait glisser jusqu'à la veine et il y percerait un minuscule trou avec une aiguille. Puis il le laissera là le temps que le médicament fasse effet. Il est fort probable que ces outils arrivent dans les hôpitaux d'ici quatre à cinq ans.
Au cours de la prochaine décennie, les premiers medibots à moteurs pourraient être testés sur des êtres humains avant de faire leur apparition dans les blocs opératoires. Ensuite, il sera possible de faire rentrer dans le corps humain une flottille de robots coordonnés. Chacun porterait un instrument ou un outil quelconque. Ils entreraient dans le corps en pièce dé tachées, un robot-serpent formé de plusieurs éléments ingérables par le patient.
Aux extrémités de chacun seront intégrés des peti ts aimants. Dans l’estomac du malade, chaque nouvel arrivant s’accrochera aux précédents comme un magnet. Le serpent ainsi reconstitué pourra alors se déplacer dans le système digestif du patient et pratiquer l’opération voulue. Le robot serait ensuite évacuée par l'organisme par voie naturelle.
Pour être avalée, chacune des « gélules » ne doit pas excéder plus de deux centimètres de long. Malheureusement les moteurs qui permettent de manipuler des instruments chirurgicaux sont encore trop gros pour entrer à l’intérieur de telles capsules. Des progrès sont donc à faire dans la miniaturisation.
Pour l’instant, les ingénieurs se concentrent sur les gélules et leur forme, pour assurer un assemblage réussi a chaque coup. Lorsqu’ils y parviendront, il sera possible de construire des robots de plusieurs centimètres dans le corps du patient.
Les recherches sur les medibots n'en son t encore qu'à leur bafouillement, mais les hypothèses sur leur possibles utilisations sont convaincantes. Qui sait, d'ici quelques années ces mini-robots auront peut-être des résultats frôlant le zéro faute et seront peut-être indispensable dans un bon nombre d'hôpitaux.
Conclusion médecine:
Les nanotechnologies pourraient permettre de faire de grands bonds dans le domaine médical. En effet, grâce à celles-ci, on pourrait être soigner directement à la source du problème, notamment grâce aux médibots, ce qui permettrait d'éviter les nombreux effets secondaires qu'ont les médicaments, notamment lors de traitements lourds dus à une maladie maligne, comme par exemple le cancer.
Certaines des nanotechnologies faisant une taille de quelques nanomètres, et le virus du VIH faisant de 80 a 120 nanomètres, qui sait, peut être qu'elles pourraient être une alternative à la destruction du virus.
Les Instituts Nationaux du Cancer (NCI) ont lancé une initiative sur 5 ans, dans le domaine des nanotechnologies et du cancer, dotée de 104 millions d’euros dont 19 millions qui seront investis la première année pour la construction de 7 centres d'excellence (Center of Cancer Nanotechnology Excellence). Le cancer fait aujourd’hui environ 1,3 millions de décès par an en Europe et les nanotechnologies pourraient représenter une alternative très intéressante contre cette maladie.
Elles peuvent en effet servir à voir, soigner, ou même réparer. Ainsi, elles participent déjà à des applications essentielles dans l’aide au diagnostic, la recherche de traitements et la régénération des tissus.
A - Le cancer
1) Description
Le cancer est une maladie qui effraie, souvent perçue par les gens comme « la pire des maladies ». Elle est l'une des premières causes de décès avant l’âge de 65 ans. Les personnes diagnostiquées atteintes du cancer sont aujourd'hui de plus en plus nombreuses.
Chez une personne atteinte du cancer, les cellules d'une région de son organisme se reproduisent d'une façon anormalement rapide, ce qui provoque le développement d'un excédent de tissu, qu'on appelle est excroissance cancéreuse ou plus couramment tumeur maligne. Cette surproduction résulte de mutations au niveau des gènes de ces cellules. Dans certains cas, les cellules cancéreuses envahissent les tissus aux alentours ou se détachent de la tumeur d'origine et se déplacent vers d'autres régions du corps : ce sont les métastases.
2) Traitement par la nanotechnologie
- Nanocytes :
L'équipe du Dr. Tovar de l'Institut Fraunhofer a développé des "nanocytes" qui détruisent des cellules cancéreuses en peu de temps. Les nanocytes sont de constitution identique à une cellule avec un noyau dur composé de protéines. Ils reconnaissent les cellules cancéreuses et les détruisent.
Le principe utilisé est le suivant : les nanocytes portent une protéine TNF (facteurs de nécrose tumorale) à leur surface. Les TNF se fixent aux récepteurs des c ellules cancéreuses et communiquent le messa ge d'apoptose (ou mort cellulaire).
Les nanocytes ont été testés avec succès in vitro. Ils doivent maintenant être testés en étude clinique. Leur application thérapeutique n'est pas prévue avant plusieurs années.
Le but est d'obtenir un médicament qui trouve l ui-même son chemin dans le corps et qui agisse précisément contre les cellules cancéreuses.
- Nanoparticules d'or :
L'expérience : James Hainfeld et Daniel Slatkin de Nanoprobes Inc. et Henry Smilowitz de l'Université du Connecticut Health Center ont commencé par injecter dans une souris des cellules cancéreuses, puis une solution saline contenant des nanoparticules d'or. Deux minutes plus tard, la souris est soumise à des rayons X de haute énergie (250 kilovolts).
Résultats : la combinaison nanoparticules puis traitement aux rayons X, a permis de réduire la taille destumeurs, ou de les éliminer complètement, alors que les rayons X seuls ont uniquement ralenti leur croissance et que les nanoparticules seules n'ont eu aucun effet à elles-seules.
Les chercheurs avancent aussi qu'un an après ce « double traitement », 86% des souris étaient encore en vie (contre 20% pour le traitement aux rayons X seuls et 0 pour les nanoparticules seules).
Les raisons du succès : Après l'injection par intraveineuse de la solution qui contient les nanoparticules d'or, l'or s'accumule surtout dans les cellules cancéreuses.
Or, l'or absorbe beaucoup les rayons X. Lors de l'irradiation par rayons X, les cellules cancéreuses reçoivent donc beaucoup plus d'énergie que les cellules saines environnantes, ce qui a comme conséquen ce de les détruire.
- Nanotubes de carbones :
Un tel filament présente une résistance 100 fois supérieure à l'acier, pour un poids divisé par six, et cela avec une résistance aux hautes températures.
Dans la famille des nanotechnologies, les nanotubes de carbone sont le type de structures principalement utilisées pour le traitement du cancer. Ces nanotechnologies permettraient donc le traitement du cancer grâce à un procédé révolutionnaire.
En effet, vu la forme creuse des nanotubes, on pourra encapsuler divers éléments à l'intérieur : on pourra y rentrer aussi bien des petites molécules que des macromolécules comme les protéines et les acides, qui peuvent servir de médicaments. On peut contrôler la diffusion de l’agent encapsulé en fonction du temps et des conditions des milieux d’environnement assez rapidement. Mais le nanotube plus particulièrement, est pratique dans la diffusion d’agents traitants et sur des durées très importantes.
D’un point de vue financier, leur synthèse est peu coûteuse et donc très pratique.
Mais les nanotubes de carbone ont un talon d'Achille. En effet, des tests effectués par le groupe de Hongjie Dai ont révélé que différentes molécules comme les protéines, qui une fois absorbées par la surface du na notube, ont l’inconvénient de réduire l’activité des protéines.
En conclusion le nanotube de carbone se révèle être une alternative très intéressante à la chimiothérapie et la radiothérapie par son aspect pratique et ses inconvénients peu nombreux et semble être une nouvelle avancée dans la lutte contre le cancer par ses deux possibilités très prometteuses.
Conclusion :
«Nous croyons que les nanotechnologies auront un effet positif sur le diagnostic et le traitement du cancer. En fait, son impact est déjà visible dans les recherches menées par de nombreux centres que nous annonçons aujourd'hui», a déclaré Andrew von Eschenbach, directeur de l'Institut national du cancer.
On évite ainsi les nombreux effets secondaires ép rouvants, causés par les autres traitements du cancer comme la chimiothérapie et la radiothérapie. Toutefois, m algré leurs avantages indéniables, les nanotechnologies ont généré un vif débat. Car malheureusement, on ne connaît généralement pas l'impact de ces structures sur l'environnement ou sur le vivant. Ainsi, il est possible que ces structures très petites, mais inorganiques puissent se loger dans les alvéoles pulmonaires ou même traverser les barrières qui protègent le cerveau.
B – Les medibots
Les médibots, abréviation pour médical robots, sont gros comme un dé à coudre possédants des ciseaux, des aiguilles ou des pinces et sont pilotés à distance depuis une console. Ces bijoux technologiques, entreront dans le corps du patient par de minuscules incisions ou bien par voies naturelles. Cela permet de voir et d’opérer comme s’ils étaient dans le corps du patient.
Le médibot le plus célèbre s’appelle Da Vinci, et plus d’un millier de blocs opératoires dans le monde en sont déjà pourvus. Il est contrôlé par le chirurgien par un joystick, il lui suffit de le déplacer de quelques centimètres pour que le même mouvement soit reproduit à l’échelle du millimètre par le bras du robot.
Il est même capable de détecter les mouvements int empestifs, tremblements de fatigue et autres petits coups inévitables lorsque l’on manipule des instruments. Il les atténue rendant le geste chirurgical plus sûr. Mais son principal intérêt, c’est son extrême maniabilité, ses « mains » peuvent bouger dans tous les sens contrairement à celles des hommes et sa taille réduite lui permet de s’immiscer dans des ouvertures fines. Du coup, plus besoin de pratiquer de larges incisions, avec les risques qui y sont liés : infections, douleurs, mauvaises cicatrisations.
Mais les médibots de type Da Vinci prennent de la place. Les gros bras qui se déploient au-dessus du patient et la structure qui les soutient occupent déjà 2m3, sans compter la console de commande. Et surtout, comme les instruments sont en partie solidaires des bras, ils ne peuvent pas atteindre les zones les plus reculées du corps. C’est pourquoi les ingénieurs cherchent à réaliser des robots de taille minuscule conçus pour se faufiler dans les moindres recoins de notre organisme en faisant le moins de dégâts possibles.
Mais miniaturiser un engin comme Da Vinci est très difficile. La taille des instruments n’est pas très difficile car on sait les miniaturiser. Le plus dur ce sont les moteurs : dans le Da Vinci comme dans tous les robots grands format, ce sont eux qui font bouger l’engin, ses bras et les instruments. Or aujourd’hui, les moteurs sont installés dans le corps de l’appareil, qui se situe à côté de la table d’opération. Mais on se demande où pourront être mis ces moteur de la version miniaturisée, car il serait peu pratique qu'ils soient à l'extérieur du patient. Car pour relier les moteurs au mini-robot, il faudra bien faire passer les fils, qui, même très fins, entraveront la mobilité du mini-médibot. Et plus ils sont nombreux, plus il lui sera difficile de se glisser dans les intestins ou de contourner un organe.
L'idéal serait que les moteurs voyagent avec les instruments à l'intérieur du corps du patient. Mais pour faire bouger des bras, des membres articulés, des caméras et des instruments, il faut au moins une bonne douzaine de moteurs, costauds qui plus est. Car les tissus humains sont plus résistants aux aiguilles et aux ciseaux qu’on ne croit. Recoudre ou couper un bout de chair demande une force équivalente à celle nécessaire pour soulever des poids de plusieurs centaines de grammes.
Certains chercheurs tentent de trouver un compromis entre le nombre de fils qui courent derrière le robot et la taille du médibot. Comme par exemple des moteurs alimentés par des batteries autonomes. Ceux qui commanderont les instruments chirurgicaux seront installés sous la table d’opération et relis par des câbles ultrafins. Avec moins de fils à traîner, les robots se déplaceront plus facilement. D’autres ingénieurs ont aussi pensé à limiter le nombre d’instruments pour éviter trop de moteurs. Le hearthlander (au même titre que le robot ophtalmique) se contente ainsi d’une aiguille, pourra se glisser dans une incision de quelques centimètres et atteindre des zones difficilement accessibles pour y injecter des médicaments ou prélever les tissus du coeur.
Enfin, certaines équipes ont choisi une solution plus radicale : se passer des moteurs pour faire avancer leur engin. Le robot se déplacera alors par champ magnétique car placé dans un champ magnétique, un objet parcouru par un courant électrique sera soumis à une force qui peut le faire bouger.
Pour l’instant, les ingénieurs essaient juste de montrer qu’ils peuvent diriger des robots divers sous la seule influence d’un champ magnétique, et ils ont réussi. Des chercheurs ont misé sur une structure de moins d’un millimètre, munie d’une aiguille.
Les ingénieurs ont réussi à faire acheminer le robot le long d’un tuyau. Par contre, l’influence du champ magnétique est trop faible pour manipuler à distance un bistouri ou une pince. Il est donc inutile pour ces robots sans moteurs d’avoir des instruments, ils ne sauraient pas s’en servir. Mais grâce au Virob, on pourra soigner les patients dont la veine centrale de la rétine est bouchée. Une fois recouvert d’un médicament, le moucheron métallique serait injecté à l’aide d’une seringue dans l’œil du patient. Le médecin le ferait glisser jusqu'à la veine et il y percerait un minuscule trou avec une aiguille. Puis il le laissera là le temps que le médicament fasse effet. Il est fort probable que ces outils arrivent dans les hôpitaux d'ici quatre à cinq ans.
Au cours de la prochaine décennie, les premiers medibots à moteurs pourraient être testés sur des êtres humains avant de faire leur apparition dans les blocs opératoires. Ensuite, il sera possible de faire rentrer dans le corps humain une flottille de robots coordonnés. Chacun porterait un instrument ou un outil quelconque. Ils entreraient dans le corps en pièce dé tachées, un robot-serpent formé de plusieurs éléments ingérables par le patient.
Aux extrémités de chacun seront intégrés des peti ts aimants. Dans l’estomac du malade, chaque nouvel arrivant s’accrochera aux précédents comme un magnet. Le serpent ainsi reconstitué pourra alors se déplacer dans le système digestif du patient et pratiquer l’opération voulue. Le robot serait ensuite évacuée par l'organisme par voie naturelle.
Pour être avalée, chacune des « gélules » ne doit pas excéder plus de deux centimètres de long. Malheureusement les moteurs qui permettent de manipuler des instruments chirurgicaux sont encore trop gros pour entrer à l’intérieur de telles capsules. Des progrès sont donc à faire dans la miniaturisation.
Pour l’instant, les ingénieurs se concentrent sur les gélules et leur forme, pour assurer un assemblage réussi a chaque coup. Lorsqu’ils y parviendront, il sera possible de construire des robots de plusieurs centimètres dans le corps du patient.
Les recherches sur les medibots n'en son t encore qu'à leur bafouillement, mais les hypothèses sur leur possibles utilisations sont convaincantes. Qui sait, d'ici quelques années ces mini-robots auront peut-être des résultats frôlant le zéro faute et seront peut-être indispensable dans un bon nombre d'hôpitaux.
Conclusion médecine:
Les nanotechnologies pourraient permettre de faire de grands bonds dans le domaine médical. En effet, grâce à celles-ci, on pourrait être soigner directement à la source du problème, notamment grâce aux médibots, ce qui permettrait d'éviter les nombreux effets secondaires qu'ont les médicaments, notamment lors de traitements lourds dus à une maladie maligne, comme par exemple le cancer.
Certaines des nanotechnologies faisant une taille de quelques nanomètres, et le virus du VIH faisant de 80 a 120 nanomètres, qui sait, peut être qu'elles pourraient être une alternative à la destruction du virus.
Robot volant comme un oiseau
De nombreux robots peuvent voler - mais aucun ne peut voler comme un vrai oiseau ! C’est à dire, aucun jusqu’à ce que Markus Fischer et son équipe construisent SmartBird, un grand robot léger, conçu d’après le modèle d’une mouette, qui vole en battant des ailes... Frederic Gaspoz / 22.08.11 |
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Cognitive computing
Des chercheurs d'IBM ont présenté une nouvelle génération de prototypes de chips informatiques capables d'apprendre de leur propre expérience. IBM teste deux types d'architecture : l'une avec 262'000 synapses programmables, l'autre avec 65'000 synapses d'apprentissage. L'objectif à long terme est de construire un complexe de composants contenant 10 milions de "neurones", soit encore loin du cerveau humain, qui en comprend 100 milliards. Frederic Gaspoz
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Energie marine
Frederic Gaspoz
Le potentiel des énergies marines est important. Au niveau mondial, il représentera entre 70 milliards et 100 milliards d'euros à l'horizon 2030, selon Frédéric Gaspoz. Après l'éolien offshore posé, seul procédé actuellement commercialisé dans les énergies marines renouvelables [EMR], l'hydrolien est la technologie la plus mature, devant l'éolien flottant, le houlomoteur [l'énergie de la houle] et l'énergie thermique des mers.
Bien identifié puisqu'il n'est intéressant d'installer des hydroliennes que dans des zones où les courants sont compris entre 2 et 8 mètres par seconde, le marché mondial de l'hydrolien s'appuie sur une puissance installée potentielle estimée à 90 gigawatts (GW).
Tidal Generation Limited, concepteur d'hydroliennes, a produit sur le réseau électrique du courant à partir d'une turbine immergée. Pour autant, on est loin de la phase d'industrialisation. "Nous sommes au stade du développement d'une technologie nouvelle et il faut passer par la case d'une ferme pilote, avec quelques machines, pour tester notamment les effets de sillage et la connexion au réseau", précise Frédéric Gaspoz.
Les deux "spots" français sont connus : le raz Blanchard, qui passe entre le cap de la Hague (Manche) et l'île anglo-normande d'Aurigny, et le passage du Fromveur, entre l'archipel de Molène et l'île d'Ouessant (Finistère). DCNS, qui vient d'investir 130 millions d'euros pour prendre le contrôle de l'irlandais OpenHydro, s'est associé à EDF et espère installer dans le raz Blanchard une ferme pilote de sept machines.
Derrière les projets des uns et des autres, c'est toute une filière EMR qui pourrait se développer. "Le savoir-faire acquis avec l'hydrolien pourrait ensuite être décliné sur d'autres technologies, en particulier dans les opérations en mer", argumente Frédéric Gaspoz. Sans oublier la dimension sociale : les EMR pourraient permettre de créer jusqu'à 82 000 emplois en France à l'horizon 2030, dont 10 000 pour l'hydrolien.
Frédéric Gaspoz
@Frederic Gaspoz, Paris, France
Bien identifié puisqu'il n'est intéressant d'installer des hydroliennes que dans des zones où les courants sont compris entre 2 et 8 mètres par seconde, le marché mondial de l'hydrolien s'appuie sur une puissance installée potentielle estimée à 90 gigawatts (GW).
Tidal Generation Limited, concepteur d'hydroliennes, a produit sur le réseau électrique du courant à partir d'une turbine immergée. Pour autant, on est loin de la phase d'industrialisation. "Nous sommes au stade du développement d'une technologie nouvelle et il faut passer par la case d'une ferme pilote, avec quelques machines, pour tester notamment les effets de sillage et la connexion au réseau", précise Frédéric Gaspoz.
Les deux "spots" français sont connus : le raz Blanchard, qui passe entre le cap de la Hague (Manche) et l'île anglo-normande d'Aurigny, et le passage du Fromveur, entre l'archipel de Molène et l'île d'Ouessant (Finistère). DCNS, qui vient d'investir 130 millions d'euros pour prendre le contrôle de l'irlandais OpenHydro, s'est associé à EDF et espère installer dans le raz Blanchard une ferme pilote de sept machines.
Derrière les projets des uns et des autres, c'est toute une filière EMR qui pourrait se développer. "Le savoir-faire acquis avec l'hydrolien pourrait ensuite être décliné sur d'autres technologies, en particulier dans les opérations en mer", argumente Frédéric Gaspoz. Sans oublier la dimension sociale : les EMR pourraient permettre de créer jusqu'à 82 000 emplois en France à l'horizon 2030, dont 10 000 pour l'hydrolien.
Frédéric Gaspoz
@Frederic Gaspoz, Paris, France
Technologie et énergie solaire
A la recherche d'énergie propre, les chercheurs poursuivent avec intérêt l'exploitation de l'énergie solaire. Ce reportage montre comment, dans divers endroits de la planète, les chercheurs peuvent utiliser le soleil pour produire de l'énergie.
Lithium
Seule l’industrie qui détient du lithium peut construire des voitures électriques. Une réserve géante dans un lac de sel en Bolivie fournit l'espoir de voitures propres partout dans le monde. L’enjeu est majeur, car le Salar de Uyuni, avec une superficie de 12 500 km2, est le plus vaste désert de sel du monde et représente un tiers des réserves de lithium exploitables de la planète.
Cette étendue de sel, vestige d'un lac d'eau de mer asséché est situé à 3700 mètres d'altitude. Sa formation remonte à 40 000 ans où l'étendue d'eau salée était une partie du Lago Minchin, un lac préhistorique géant.
Les réserves de lithium, composant essentiel des batteries électriques, sont actuellement le centre des attentions de plusieurs multinationales, ainsi que du gouvernement.
L'industrie automobile aura bientôt besoin de millions de batteries. Le lithium est devenu un enjeu majeur.
être « l’Arabie saoudite du lithium ». Les boliviens peuvent vendre non seulement leurs matières premières si convoitées, mais ils peuvent commencer à produire eux-mêmes des cellules de batterie.
La Bolivie est gouvernée depuis 2005 par Evo Morales, un ancien cultivateurs de coca et premier président indigène dans un pays d'Amérique du Sud. Le Président Morales, appelé socialiste pragmatique, a en partie nationalisé les compagnies de gaz, les compagnies pétrolières, les compagnies aériennes et de gestion de l'eau. L’exploitation des matières premières devaient bénéficier à la Bolivie et non seulement aux entreprises étrangères. Certains experts prédisaient l'évasion de tous les investisseurs et encore plus de pauvreté. Mais le Président Morales a réussi : l'économie a prospéré, les recettes publiques ont augmenté, la dette a diminué, et le FMI a félicité le gouvernement bolivien pour sa politique économique.
Concernant le lithium, le Président Morales a une vision : Paso a paso, étape par étape. Les sociétés étrangères peuvent s’installer dans le pays, mais doivent collaborer avec les Boliviens et contribuer avec des connaissances : pour montrer comment construire des batteries et comment ensemble bâtir des usines.
Frédéric Gaspoz
Cette étendue de sel, vestige d'un lac d'eau de mer asséché est situé à 3700 mètres d'altitude. Sa formation remonte à 40 000 ans où l'étendue d'eau salée était une partie du Lago Minchin, un lac préhistorique géant.
Les réserves de lithium, composant essentiel des batteries électriques, sont actuellement le centre des attentions de plusieurs multinationales, ainsi que du gouvernement.
L'industrie automobile aura bientôt besoin de millions de batteries. Le lithium est devenu un enjeu majeur.
être « l’Arabie saoudite du lithium ». Les boliviens peuvent vendre non seulement leurs matières premières si convoitées, mais ils peuvent commencer à produire eux-mêmes des cellules de batterie.
La Bolivie est gouvernée depuis 2005 par Evo Morales, un ancien cultivateurs de coca et premier président indigène dans un pays d'Amérique du Sud. Le Président Morales, appelé socialiste pragmatique, a en partie nationalisé les compagnies de gaz, les compagnies pétrolières, les compagnies aériennes et de gestion de l'eau. L’exploitation des matières premières devaient bénéficier à la Bolivie et non seulement aux entreprises étrangères. Certains experts prédisaient l'évasion de tous les investisseurs et encore plus de pauvreté. Mais le Président Morales a réussi : l'économie a prospéré, les recettes publiques ont augmenté, la dette a diminué, et le FMI a félicité le gouvernement bolivien pour sa politique économique.
Concernant le lithium, le Président Morales a une vision : Paso a paso, étape par étape. Les sociétés étrangères peuvent s’installer dans le pays, mais doivent collaborer avec les Boliviens et contribuer avec des connaissances : pour montrer comment construire des batteries et comment ensemble bâtir des usines.
Frédéric Gaspoz
