Les scientifiques se tournent vers les moustiques pour trouver une meilleure façon de développer des micro-aiguilles indolores

        

Source: Université d'État de l'Ohio.

        

Quatre clés pour percer la peau sans blesser

Un moustique peut insérer une sonde ressemblant à une aiguille dans votre peau et faire couler du sang pendant plusieurs minutes sans même s'en apercevoir.

Les chercheurs de l'Ohio State University croient que nous pouvons apprendre de la conception de la nature du moustique pour créer une micro-aiguille indolore à des fins médicales.

 

 

"Les moustiques doivent faire quelque chose de bien s'ils peuvent percer notre peau et tirer du sang sans causer de douleur", a déclaré Bharat Bhushan, Ohio Eminent Scholar et Howard D. Winbigler professeur de génie mécanique à l'Ohio State.

"Nous pouvons utiliser ce que nous avons appris des moustiques comme point de départ pour créer une meilleure micro-aiguille."

Dans un article publié récemment, Bhushan et ses collègues ont rapporté leur analyse détaillée de la trompe du moustique – la partie qui se nourrit de nous. Ils ont identifié quatre clés à la façon dont les insectes nous percent sans douleur: l'utilisation d'un agent engourdissant; un dessin dentelé à "l'aiguille"; la vibration pendant le perçage; et une combinaison de parties molles et dures sur le proboscis.

"Nous pouvons intégrer tous ces éléments dans une conception de micro-aiguille", a déclaré Bhushan. "En ce moment, les aiguilles sont très simples. Il n'y a pas eu beaucoup d'innovation et nous pensons qu'il existe un moyen d'essayer quelque chose de différent. "

L'étude a été menée conjointement par Bhushan et Navin Kumar, professeur à l'Institut indien de technologie, Ropar. Dev Gurera, étudiant au doctorat à l'Ohio, est également co-auteur. Leurs résultats sont publiés en ligne dans le Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials.

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Bhushan a longtemps utilisé la nature comme un guide pour créer de meilleurs produits, y compris des surfaces de haute technologie inspirées par des ailes de papillon et de meilleurs faux cuir et revêtements imperméables inspirés par les plantes.

Pour cette étude, les chercheurs ont passé en revue le travail déjà effectué par les entomologistes sur les moustiques, mais avec un accent particulier.

"Nous avons utilisé notre expérience en ingénierie pour caractériser les parties du moustique afin de comprendre comment elles peuvent contribuer au piercing indolore", a-t-il dit.

En outre, les chercheurs ont analysé la couverture externe de la trompe, appelée le labrum, sur les moustiques femelles Aedes vexan, qui est le moustique le plus commun en Amérique du Nord.

Ils ont utilisé une technique appelée nanoindentation pour sonder la dureté et la raideur de la pointe du labrum à sept endroits différents. Ils ont trouvé que le labrum était le plus mou près de la pointe et des bords et devenait de plus en plus raide et plus fort dans le labrum.

"Ceci est important parce qu'une pointe plus souple et plus souple peut causer moins de douleur quand elle perce la peau parce qu'elle déforme moins la peau", a déclaré Bhushan.

C'était l'une des quatre clés du piercing indolore, selon les chercheurs. Ils ont identifié les trois autres à travers leur analyse des études existantes.

Une autre clé est le fait que la partie de la trompe qui attire effectivement le sang – appelé le fascicule – a un dessin dentelé, comme une scie. Cela peut sembler douloureux, mais c'est utile car cela facilite l'insertion. Le fascicule vibre également lorsqu'il est inséré, ce qui contribue également à diminuer la force nécessaire pour percer la peau.

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D'autres recherches ont montré que les moustiques utilisent une force d'insertion trois fois plus faible que la plus faible force d'insertion rapportée pour une aiguille artificielle, qui pourrait être le résultat de la vibration et de la conception dentelée, a dit Bhushan.

La clé du piercing sans douleur est l'utilisation d'un agent anesthésiant par le moustique. Une fois le proboscis inséré, l'insecte libère de la salive, qui contient une protéine qui diminue la douleur.

Basé sur ces résultats, Bhushan envisage une micro-aiguille avec deux aiguilles à l'intérieur. On injecterait immédiatement un agent engourdissant. La deuxième aiguille attire le sang ou injecte le médicament. Cette seconde aiguille, comme le fascicule du moustique, aurait un design dentelé et serait plus souple et plus souple à l'extrémité et sur les côtés. Il vibrerait aussi comme il est inséré.

Bhushan a déclaré qu'une micro-aiguille comme celle-ci serait plus chère qu'une aiguille traditionnelle et ne pourrait probablement pas être utilisée pour des besoins tels que le pompage de fluides intraveineux ou le prélèvement d'une grande quantité de sang.

Mais il pourrait être utile pour les enfants ou les adultes qui sont particulièrement phobiques de l'utilisation des aiguilles.

"Nous avons les matériaux et les connaissances pour créer une micro-aiguille comme celle-ci", a déclaré Bhushan. "La prochaine étape consiste à trouver le soutien financier pour créer et tester un tel appareil."

 

 

        

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