Le tout petit capteur ingéré développé par le MIT est un thermomètre qui agit à l’intérieur de l’appareil digestif. Conçu non seulement pour les patients, mais aussi pour suivre la fertilité féminine et prévenir les coups de chaleur.
Mesurer la température corporelle avec un thermomètre placé sous l’aisselle ou en bouche pourrait bientôt appartenir au passé. Un groupe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (le célèbre MIT) a en effet mis au point une capsule extrêmement petite pouvant être avalée et capable de surveiller en continu la température depuis l’intérieur du tractus gastro-intestinal et de transmettre les données sans fil.
L’étude, publiée dans la revue Nature Electronics, décrit un dispositif mesurant à peine 6 millimètres de diamètre et haut de 4 millimètres, soit à peu près la taille d’un petit myrtille, conçu pour être éliminé naturellement avec les selles. Selon les auteurs, le capteur pourrait s’avérer précieux pour dépister précocement des infections, surveiller des patients sous anesthésie, suivre l’ovulation ou prévenir les coups de chaleur chez les personnes âgées, les athlètes et les militaires.
Petit record
Il existe déjà des capsules ingérables pour mesurer la température interne, mais elles sont aussi grandes qu’un comprimé multivitaminé et peuvent atteindre 27 millimètres de longueur. Le nouveau MITS (acronyme signifiant Miniaturized Ingestible Temperature Sensor) est pour sa part bien plus petit et ne consomme que 10 nanowatts, des millions de fois moins que bon nombre de dispositifs électroniques classiques. Le cœur du système est une puce en silicium d’à peine 1 millimètre carré, associée à une batterie de 1,55 volt et large 4,8 millimètres, et à une minuscule antenne de 5 millimètres qui communique via une technique appelée « backscattering » : au lieu de transmettre directement le signal, la capsule exploite les ondes radio émises par une antenne externe, réduisant drastiquement la consommation d’énergie.
La précision atteint 0,1 °C et le capteur peut envoyer une mesure chaque seconde, tandis que la coque externe, imprimée en 3D et revêtue de matériaux biocompatibles résistants aux acides gastriques, a été conçue précisément pour minimiser le risque d’obstruction intestinale. Lors des tests en laboratoire, le dispositif a continué de fonctionner même après 30 jours immergé dans des fluides simulant les sucs gastriques et intestinaux.
Essais sur des porcs
Les chercheurs ont testé la capsule sur des porcs, dont la physiologie est très proche de celle des humains. Dans une épreuve, le capteur a été avalé et a traversé naturellement l’appareil digestif, restant dans l’estomac pendant trois jours, dans l’intestin grêle pendant un autre jour, puis étant expulsé le cinquième jour, continuant à fonctionner jusqu’à la fin. Dans d’autres expériences, le thermomètre a réussi à détecter des variations minimes de température associées à l’anesthésie, avec une diminution d’environ 0,4 °C en 15 minutes, et il a même surveillé le refroidissement des tissus après le décès d’un animal.
Les chercheurs ont également réussi à simuler une ischémie intestinale: en bloquant temporairement le flux sanguin et le capteur a enregistré une diminution locale d’environ 0,3 °C, démontrant la capacité de repérer précocement des problèmes circulatoires.
L’erreur, par rapport aux sondes cliniques traditionnelles, est restée inférieure à un dixième de degré.
Vers l’homme
Selon Giovanni Traverso, gastro-entérologue au Brigham and Women’s Hospital et co-auteur de l’étude, une technologie de ce type pourrait un jour remplacer de nombreux thermomètres traditionnels. Les applications envisagées sont nombreuses : du suivi de la fièvre chez les enfants au contrôle continu des patients immunodéprimés, jusqu’à l’évaluation de la fertilité féminine, en passant par la prévention de l’hypothermie lors d’interventions chirurgicales et la surveillance physiologique dans des environnements extrêmes, tels que les champs de bataille ou les missions spatiales.
Le capteur est tellement petit qu’il pourrait être intégré dans des cathéters, des tubes endotrachéaux et d’autres dispositifs médicaux, et les chercheurs travaillent déjà sur des versions futures capables de mesurer aussi le pH, la pression, les biomarqueurs et d’autres paramètres vitaux, avec la possibilité de concevoir des systèmes sans batterie et alimentés directement par l’énergie du corps. Avant l’application clinique, il faudra toutefois des études approfondies sur l’humain, en plus de la miniaturisation de l’antenne externe, aujourd’hui encore trop encombrante pour être portée commodément.
