La bio-ingénierie consiste à s’inspirer des inventions de la nature pour concevoir de nouveaux instruments. Dernier exemple en date avec des outils de précision pour les endoscopies.
L’endoscopie est un acte chirurgical très minutieux. S’il évite d’inciser les parois et permet de réaliser des interventions à l’intérieur des organes, il nécessite de manipuler des petits instruments chirurgicaux dans un espace très restreint. Par exemple, une aiguille pour réaliser une biopsie ou suturer des lésions. Mais, l’instrument qui tient l’aiguille doit être suffisamment réduit et maniable tout en demeurant suffisamment puissant pour l’agripper fermement.
Une inspiration venue de la mâchoire de la fourmi rouge Formica rufa
Une douzaine de porte-aiguilles sont actuellement disponibles dans le commerce. Mais aucun n’est comparable dans sa conception à celles mises au point par une équipe de chercheurs allemands.
En effet, les modèles qu’ils décrivent dans un article du PNAS du 12 février 2024 présentent l’originalité de s’inspirer de la mâchoire de la fourmi rouge Formica rufa. Expertes à attraper fermement leurs proies comme à manipuler délicatement leurs œufs, les mâchoires de la fourmi sont une merveille d’innovation biologique. A la différence d’autres insectes, les fourmis rouges sont capables de faire bouger leurs mandibules selon différents axes de rotation leur permettant ainsi d’accomplir quantité de tâches avec une précision extrême.
S’inspirant d’une observation minutieuse de ce modèle biologique et aidés par la mise au point de modèles imprimés en 3D, les scientifiques ont pu développer trois nouveaux types de porte-aiguilles. Jusqu’à 400% plus puissants que ce qui se fait actuellement, ces prototypes permettent de tenir fermement l’aiguille tout en la manipulant délicatement.
Des applications à venir dans la robotique ?
Seulement, ces instruments n’existent pour le moment qu’à l’état expérimental. Ils doivent encore être testés en condition réelle dans des procédures chirurgicales pour tester de leurs efficacités.
Les chercheurs sont bien conscients que ces pinces d’inspiration biologique seraient bien plus complexes à fabriquer que les modèles de base utilisés actuellement qui ne nécessitent qu’un bras mobile en rotation autour d’un axe central. Néanmoins, ils restent confiants que les progrès actuels de l’impression 3D et des fraiseuses numériques faciliteront grandement la mise en production de ces nouveaux porte-aiguilles.
L’équipe de chercheurs spécule que leurs modèles de mâchoires pourraient également trouver d’autres applications. Par exemple, en robotique, en mécatronique ou en micro-assemblage.
Source : Sciences et Avenir