Intelligence artificielle, impression 3D, réalité virtuelle, micro- et nanodispositifs, nouveaux matériaux : quand les développements technologiques rencontrent les problématiques de santé…

LE CANCER, ENNEMI PUBLIC N°1

Dépister le cancer par une prise de sang

Une prise de sang : c’est par ce moyen simple, non invasif et peu coûteux qu’il devient concevable de détecter certains cancers. Cette avancée étonnante et révolutionnaire est le fruit de travaux menés à la croisée de l’oncobiologie, de la génétique et de la bio-informatique sous la houlette des médecins Zohair Selmani et Alexis Overs au CHU de Besançon et au laboratoire RIGHT.

Derrière la banalité de l’acte envisagé se révèlent des investigations de pointe, entre intelligence artificielle et analyses biologiques de haute précision. Le procédé repose sur la détection de biomarqueurs spécifiques en biopsie liquide, pour lequel un brevet européen a été déposé et des tests sont en cours pour continuer à en éprouver la fiabilité. Ces marqueurs tumoraux, détectables à très faibles doses, ont été identifiés grâce à la compilation par machine learning de milliers de données biologiques publiques de différents cancers.

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Thérapies boostées par l’ or et le fer

Ses propriétés radiosensibilisantes font de l’or une particule très intéressante pour amplifier l’effet d’une radiothérapie sur une tumeur : de l’or placé dans une cellule cancéreuse absorbe plus fortement le rayonnement en cet endroit précis, ce qui renforce l’efficacité du traitement tout en limitant l’action délétère des rayons sur les cellules saines. Le fer, quant à lui, possède des propriétés magnétiques remarquables, utilisées en imagerie et notamment pour l’IRM, l’imagerie par résonance magnétique.

La combinaison de l’or et du fer est au cœur des recherches menées par le chimiste Stéphane Roux et son équipe au laboratoire Chrono-environnement, pour le développement de nanoparticules douées de capacités à la fois pour l’imagerie et la thérapie.

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DISPOSITIFS MEDICAUX ET SIMULATIONS

I3DM, le corps humain recréé en 3D

Sur les paillasses de la plateforme I3DM, des échantillons de différentes carnations de peau, un poignet sectionné laissant apparaître os, muscles et tendons, un crâne dans lequel une ouverture est pratiquée : autant d’objets réalisés par impression 3D à partir d’imageries médicales de patients. De la pointe des orteils au sommet de la tête en passant par tous les organes, l’anatomie humaine et ses pathologies sont recréées sur commande dans ce lieu consacré à l’impression 3D.

La plateforme est déclarée à l’ANSM, l’Agence nationale de sécurité du médicament et des produits de santé, pour la fabrication de dispositifs médicaux sur mesure de classe 1, qui, des modèles anatomiques aux gouttières dentaires, concerne une grande variété de dispositifs non implantables. La plateforme I3DM a été fondée en 2020 par Christophe Meyer, chef du service de chirurgie maxillo-faciale et stomatologie du CHU de Besançon, et Aurélien Louvrier, chirurgien spécialiste de cette même discipline, tous deux également enseignants-chercheurs à l’UMLP / laboratoire SINERGIES.

Leur objectif ? Concevoir et fabriquer des objets médicaux tridimensionnels et les mettre à disposition de l’ensemble de la communauté hospitalo-universitaire. C’est ainsi qu’a par exemple été créé, à partir d’une imagerie 3D de l’oreille la plus précise au monde, un modèle à grande échelle destiné à faciliter la compréhension et l’apprentissage de l’anatomie de cette région pour les étudiants en santé de l’UMLP.

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Biosimul, un projet signé Biotika

L’une des dernières innovations développées dans les locaux de Biotika concerne la mise au point d’un simulateur pour l’endoscopie digestive basse, ou coloscopie, à usage de formation pour les internes du CHU de Dijon.

Biotika est un concept pédagogique développé à l’ISIFC depuis vingt ans, sous la forme d’une entreprise universitaire réunissant des étudiants rémunérés en crédits ECTS pour le travail qu’ils effectuent sous la supervision de professionnels. Un modèle récompensé par des prix à l’international, et dont la qualité a été validée en France par une norme spécifique au domaine des dispositifs médicaux. Le concept Biotika permet de faire émerger des projets innovants puis de les rendre matures.

« Tous les aspects du développement d’un produit sont examinés à la loupe, aussi bien en termes de technique et de sécurité, que de propriété industrielle ou de réglementation », expose Vincent Armbruster, directeur de l’ISIFC. L’exécution des commandes qui sont confiées à l’entreprise suit des cahiers des charges précis et parfois évolutifs, comme ici avec le projet BioSimul, débuté en 2018 et qui fait aujourd’hui l’objet d’un cinquième prototype d’endoscope.

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COMMUNIQUER À L’HOPITAL

Accueil en 3D pour les soignants

Qu’elle s’affiche en 2D ou 3D, inclue ou non de la réalité virtuelle ou augmentée, l’image est un instrument puissant au service de nombreuses applications.

L’équipe Imagerie de la HE-Arc Ingénierie développe depuis des années de nombreux projets pour le domaine de la santé, comme ce serious game qui, mis au point avec des ergonomes, met des salariés dans une situation de travail virtuelle et évolutive pour déterminer et potentiellement corriger les conditions d’apparition de troubles musculo-squelettiques (TMS).

Certains outils sont directement destinés aux soignants. Un serious game 3D a par exemple été mis au point pour mettre virtuellement en situation délicate les personnels impliqués dans les soins palliatifs. Il s’agit de les aider à identifier leurs forces et faiblesses en « compétences douces », comme la gestion du stress ou l’empathie, des soft skills permettant une meilleure prise en charge de leurs patients.

Un autre « jeu sérieux », actuellement en cours de prototypage, s’adresse aux infirmières et infirmiers pour les aider à mieux gérer leurs temps, et en particulier leur pause, et par là même leur fatigue physique ou émotionnelle. Un autre encore vient en soutien à une formation aux premiers secours pour le personnel employé dans les crèches.

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Vers une meilleure prise en charge des patients

Aux urgences toujours, c’est aux patients et aux familles qui ne maîtrisent pas bien le français ou qui ont des difficultés à communiquer que s’adresse MARTI, une solution imaginée pour améliorer la communication avec les soignants.

Une communication de mauvaise qualité est en effet associée à une prise en charge moins efficace pour les patients, depuis l’accès aux soins jusqu’au suivi. Elle contribue également à une surcharge de travail et à un stress accru pour les soignants, ainsi qu’à un alourdissement global du parcours de soins pour le système de santé. Accessible sur smartphone ou sur une tablette fournie par le service, MARTI est proposée dans les langues les plus utilisées par les patients allophones en France, et imagée de pictogrammes pour aider à la compréhension.

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Extraits du dossier à retrouver sur le journal En direct n°319.

Illustration du début : Gwladys Darlot.