Un nouveau dispositif médical entend redéfinir l’arthroscopie
L’osthéoarthrite (OA), ou maladie dégénérative des articulations, est causée par la dégradation du cartilage d’une articulation. Il s’agit du type d’arthrite le plus courant, cette maladie touche des millions d’Européens, et les chiffres ne cessent d’augmenter. Concrètement, selon le rapport spécial de «The Economist»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), en 2019, plus de 57 millions de personnes en Europe occidentale souffraient d’OA, soit une augmentation de 54 % par rapport à 1990. En règle générale, le diagnostic de l’OA est difficile à établir, car il n’existe aucun test concluant sur le marché. La plupart des chirurgiens orthopédistes ont donc recours à l’arthroscopie, une procédure peu invasive où de petites incisions sont pratiquées pour vérifier et réparer l’articulation.
Rendre l’arthroscopie plus objective
Le problème de l’arthroscopie est qu’elle est très subjective et donc pas toujours précise. «La pratique actuelle repose sur l’évaluation visuelle par le chirurgien de l’état des tissus situés à l’intérieur de l’articulation et dépend fortement de la vision à l’œil nu et de l’expérience personnelle», explique Gabriela Lorite, coordinatrice du projet projet MIRACLE(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) financé par l’UE. Selon Gabriela Lorite, le projet MIRACLE a pour ambition de redéfinir l’arthroscopie. «Nous voulons développer un dispositif médical innovant qui rendra l’arthroscopie plus objective», explique-t-elle. «Utilisé dans le cadre d’une arthroscopie, ce dispositif fournira aux chirurgiens orthopédistes des informations sur l’état du cartilage articulaire d’un patient, leur permettant ainsi de poser un diagnostic précis et factuel qui conduira à un plan de traitement plus efficace.»
Partir de zéro
Créer quelque chose de nouveau signifie partir de zéro. Pour le projet MIRACLE, cela signifiait non seulement développer de nouvelles technologies, mais aussi combiner ces technologies en une unique solution de diagnostic. En ce qui concerne le premier point, les composants technologiques clés développés au cours du projet consistaient notamment en des lasers à cascade quantique (QCL pour «quantum cascade laser») sur mesure, des combinateurs de faisceaux intégrés et une sonde de détection dans l’infrarouge moyen. «De nombreuses recherches et beaucoup de temps ont été consacrés à la miniaturisation et à la fabrication de la sonde de détection selon les spécifications établies par les chirurgiens orthopédiques», souligne Gabriela Lorite. Cependant, faire progresser la technologie suppose également de surmonter des difficultés en chemin, et la technologie MIRACLE n’a pas fait exception. À titre d’exemple, lors des tests, les chercheurs ont découvert que les signaux obtenus par la sonde de détection n’étaient pas assez prononcés et forts pour assurer une mesure fiable. Pour surmonter ce défi, l’équipe du projet a dû davantage optimiser l’électronique et le système optique. «Nous avons finalement réussi à intégrer toutes les technologies clés développées dans un dispositif unique fournissant les données analytiques escomptées», commente Gabriela Lorite. «Ce fut une victoire très appréciée!»
Un formidable pas en avant
Outre la technologie et sa combinaison, MIRACLE avait également pour objectif de valider le dispositif en tant qu’outil médical. Ce processus a nécessité l’analyse de centaines d’échantillons et le développement de modèles d’évaluation des données appropriés, capables de différencier le cartilage sain du cartilage endommagé. Mais là aussi, les chercheurs ont été confrontés à un défi: le manque d’échantillons de cartilage humain sain. Comme l’explique Gabriela Lorite, la création d’un modèle fiable capable de distinguer les tissus sains et endommagés suppose un large éventail d’échantillons, composé notamment de cartilage sain et endommagé. Cependant, comme la plupart des échantillons humains proviennent de dons de cadavres, dont beaucoup sont âgés ou victimes d’accidents, la plupart des échantillons du projet relevaient de la catégorie des tissus endommagés. Les chercheurs ont donc dû compléter les échantillons humains par des échantillons animaux, ce qui leur a permis de poursuivre les tests de validation. «Malgré ces défis, le projet MIRACLE représente un énorme pas en avant dans l’utilisation des dispositifs basés sur l’infrarouge moyen dans la pratique clinique de demain et comme outil de diagnostic efficace de l’osthéoarthrite», conclut Gabriela Lorite.
