Les cils activés par échographie peuvent nettoyer les stents et les cathéters implantés

Les stents et cathéters urinaires sont des tubes médicaux implantés qui sont largement utilisés en médecine humaine et vétérinaire pour drainer l’urine vers / depuis la vessie. Les stents urétéraux sont utilisés lorsque l’uretère, le conduit entre le rein et la vessie, est bloqué par des tumeurs, une grossesse, des pierres ou un rétrécissement anatomique.

Le biofilm, produit par les bactéries, et les dépôts cristallins, appelés incrustation, se développent sur les parois intérieures et extérieures de ces stents et cathéters peu de temps après l’implantation et figurent parmi les principales causes de l’échec de ces appareils car elles conduisent à des blocages douloureux et des infections urinaires.

Pour atténuer ces problèmes, les stents et cathéters urinaires doivent donc être remplacés tous les deux à six mois, ce qui limite non seulement la qualité de vie des personnes touchées, mais conduit également à une charge hospitalière et à des coûts élevés.

Dans une étude récente dirigée par Daniel Ahmed, professeur de robotique acoustique à ETH Zurich, et Francesco Clavica de l’Artorg Center de l’Université de Berne, l’équipe interdisciplinaire a imité les conditions d’architecture et d’écoulement des uretères stentes et prouvé que la création artificielle et les aînés artificielles de la surface du stent peut effectivement supprimer efficacement les bioofliles et les écrits. Ces résultats ont été publiés dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.

“Avec le soutien du bureau de l’innovation de l’Université de Berne, nous avons traduit des recherches fondamentales menées lors de mon doctorat à Eth Zurich en une technologie innovante”, explique Cornel Dillinger, qui partage la première auteur de l’étude avec Pedro Amado, tous deux du Artorg Center de l’Université de Bern.

Les chercheurs envisagent de nouveaux dispositifs médicaux mettant en vedette des cils sur les murs intérieurs et extérieurs qui, en utilisant l’activation par ultrasons à travers la peau, générera un streaming efficace qui desserre les bactéries et les cristaux des surfaces et les éliminera. De cette façon, les stents et les cathéters peuvent être nettoyés de manière non invasive, réduisant considérablement les risques d’obstruction.

Les chercheurs ont pu montrer que les ondes échographiques qui frappent les surfaces lisses ne génèrent guère de streaming. Si, en revanche, la surface présente des micro-structures avec des arêtes vives telles que les cils, un streaming très efficace est créé, appelé streaming acoustique. Les résultats des expériences de microfluidique ont dépassé de loin les attentes des chercheurs.

“Dans tous les tests, les incrustations et les biofilms typiques, trouvés dans les stents et cathéters urinaires, pourraient être supprimés en quelques minutes, voire quelques secondes, en utilisant notre technologie”, explique Ahmed, auteur co-dirigé de l’étude. Cette technologie pourrait être utilisée non seulement dans l’urologie, mais aussi dans d’autres domaines tels que la chirurgie viscérale ou la médecine vétérinaire, où le nettoyage des dispositifs médicaux implantés est également crucial.

Le nettoyage non invasif par activation ultrasonique a le potentiel de minimiser le besoin d’interventions invasives répétées, ce qui pourrait améliorer considérablement la qualité de vie des patients et réduire la charge hospitalière en termes de visites externes. Les résultats de l’étude de faisabilité sont prometteurs. “Cependant, il reste encore un long chemin à parcourir avant d’avoir un produit prêt pour le marché à partir duquel les patients peuvent bénéficier”, souligne Clavica, co-dirigeant l’auteur de l’étude.

L’étape suivante consiste à développer un prototype qui sera testé dans des modèles animaux. “Nous pensons déjà à la façon dont un tel appareil pourrait être produit de manière évolutive et durable”, ajoute Clavica. À plus long terme, l’équipe de recherche prévoit de trouver une entreprise dérivée.