IMPLANTS cérébraux: Vers une pile interne qui fonctionne au glucose – PLoS ONE

Des dispositifs médicaux implantables qui ne nécessitent pas de source d'alimentation externe? C'est l'avenir. Ces ingénieurs du MIT ont mis au point de petites piles qui fonctionnent avec le même combustible que les cellules humaines, le glucose. Ces petites piles pourraient être utilisées, dans l'avenir, pour alimenter en énergie les implants cérébraux par exemple, destinés aux patients paralysés. Cette prouesse technologique, présentée dans l'édition du 12 juin de la revue PLoS ONE, ouvre une nouvelle ère pour les implants médicaux.

L'idée d'une pile à glucose n'est pas nouvelle. Les auteurs du MIT rappellent que, dès les années 70, les scientifiques ont développé ce  type de piles pour les stimulateurs cardiaques mais l'idée a été abandonnée au profit d'autres types de batteries. Ces cellules de glucose à vocation de combustible utilisent aussi des enzymes qui se sont avérés non fonctionnels pour une implantation à long terme dans le corps.

Mais cette nouvelle pile à glucose est fabriquée à partir de silicium et utilise la même technologie que les puces électroniques semi-conductrices. La pile à combustible n'a pas de composants biologiques, elle se compose d'un catalyseur au platine qui récupère les électrons à partir du glucose, imitant l'activité des enzymes cellulaires décomposent le glucose pour produire l'énergie cellulaire. La pile à glucose peut générer jusqu'à des centaines de microwatts, suffisamment pour alimenter un implant neural.

La pile est idéale pour alimenter les implants cérébraux (Visuel ci-contre) : Les chercheurs précisent que quelques années s'écouleront encore avant que des blessures de la moelle épinière puissent être traitées avec de tels systèmes implantables dans le cadre de soins médicaux standards. Mais, la pile est idéale pour alimenter ce type d'implants, comme les implants cochléaires et cérébraux. Le combustible ou glucose est présent en quantité largement suffisante dans le liquide céphalo-rachidien (LCR). Et comme il y a très peu de cellules dans le LCR, il est improbable qu'un implant puisse y provoquer une réponse immunitaire. "

Une preuve de concept : Oweiss Karim, professeur agrégé de génie électrique, informatique et de neurosciences à l'Université du Michigan commente : «C'est une preuve de concept. Ces piles au glucose peuvent générer assez de puissance pour répondre aux exigences des implants». Alors qu'une équipe de chercheurs de l'Université Brown, du Massachusetts General Hospital a récemment démontré la faisabilité d'un interface cerveau-machine pour déplacer un bras robotisé, il s'agira de rapprocher les différentes technologies.

Source: PLoS ONE 7(6): e38436. doi:10.1371/journal.pone.0038436 12 June 2012 “A Glucose Fuel Cell for Implantable Brain–Machine Interfaces” et Communiqué MIT (Visuel@ Sarpeshkar Lab : « This silicon wafer consists of glucose fuel cells of varying sizes; the largest is 64 by 64 mm- vignette “Fuel Cell Cathode-»Image: Anastassios Mavrokefalos)

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