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L'implant de crâne transparent fournit une «fenêtre sur le cerveau»
Selon une étude publiée dans la revue, les scientifiques ont créé un nouvel implant transparent en forme de crâne, qui pourrait donner aux neurochirurgiens une "fenêtre sur le cerveau". Nanomédecine: Nanotechnologie, Biologie et Médecine.
Des chercheurs de l’Université de Californie à Riverside espèrent que l’implant mènera à de nouvelles stratégies de traitement pour les personnes atteintes de troubles neurologiques potentiellement mortels, tels que les traumatismes cérébraux et le cancer du cerveau.
À l'heure actuelle, la majorité des procédures neurologiques impliquent des craniectomies. Une craniectomie est une intervention neurochirurgicale au cours de laquelle une partie du crâne est enlevée pour faire gonfler la chambre cérébrale afin qu'elle se dilate.
Les traitements au laser se sont révélés prometteurs pour de nombreux troubles cérébraux dans le passé, mais la plupart des lasers médicaux sont incapables de pénétrer à travers le crâne. Par conséquent, les scientifiques espèrent que cet implant novateur fera passer les traitements neurologiques au laser à un niveau supérieur.
Comment l'implant a-t-il été créé?
Les scientifiques ont créé un implant de crâne transparent qu'ils ont appelé "fenêtre sur le cerveau", dont une version est illustrée.
Crédit photo: UC Riverside.
L'équipe a créé l'implant en utilisant un matériau céramique actuellement utilisé dans les couronnes dentaires et les implants de la hanche, appelé zircone stabilisée à l'oxyde d'yttrium (YSZ).
Bien que ce matériau soit traditionnellement opaque, les scientifiques ont utilisé un procédé appelé CAPAD - une technique qui réduit la porosité du matériau à des «dimensions nanométriques», réduisant ainsi la «diffusion optique» qui fait que YSZ est opaque.
Le YSZ transparent a ensuite été poli, chauffé et refroidi lentement pour durcir le matériau et découpé en implants rectangulaires de dimensions de 2,1 x 4,2 x 0,2 mm.3.
"Première étape cruciale"
Une coupe transversale illustrée de la tête, montrant comment l'implant du crâne fonctionnerait avec des stratégies de traitement au laser.
Crédit image: Mayo Kodera
Pour tester l'implant en action, les chercheurs ont réalisé des craniectomies du côté droit sur des souris anesthésiées. Le côté gauche du crâne n'a pas été modifié pour agir comme témoin.
Les scientifiques ont ensuite fixé les implants sur le crâne environnant avec du ciment dentaire.
L’imagerie par tomographie par cohérence optique (OCT) a été utilisée sur 2 x 2 mm.2 zone sur le crâne gauche et la droite, avec l'implant YSZ.
Les résultats ont montré que l'OCT fournissait une image nettement plus nette sur le crâne droit avec l'implant YSZ, par rapport au crâne gauche.
Les chercheurs ajoutent que la force du signal à presque chaque profondeur était beaucoup plus élevée lors de l'imagerie à travers l'implant YSZ, fournissant la preuve que l'implant améliore les performances de l'imagerie.
Le Dr Kevin Binder, clinicien et professeur associé de sciences biomédicales à l'Université de Californie à Riverside, a déclaré:
"Il s'agit d'une première étape cruciale vers un nouveau concept innovant qui fournirait un moyen cliniquement viable d'accéder optiquement au cerveau, à la demande, sur de vastes zones et de façon récurrente, sans nécessiter de craniectomies répétées."
Les scientifiques notent que bien que les implants YSZ ne soient pas les premiers implants transparents du crâne, ils sont les premiers à pouvoir être utilisés de manière réaliste chez l'homme. Ils disent que cela est dû à la ténacité du matériau, ce qui rend l'implant plus résistant aux chocs et aux impacts, comparé aux implants à base de verre créés précédemment.
Ils ajoutent que, tout en améliorant la sécurité, il pourrait également réduire la conscience de soi du patient en minimisant le besoin de porter un casque protecteur visible.
L'implant "pourrait offrir une fenêtre d'opportunité"
Les chercheurs affirment que bien que cette étude en soit aux premiers stades du concept de «fenêtre sur le cerveau», il est important de noter les possibilités que l’implant pourrait offrir.
Par exemple, ils soulignent que l'implant pourrait être utilisé pour la surveillance chronique de l'?dème cérébral - une accumulation excessive de liquide dans le cerveau, ce qui est impossible avec les techniques actuelles.
"De même, cela pourrait permettre une surveillance chronique et un ciblage plus précis des thérapies photodynamiques pour les gliomes résiduels, ce qui pourrait prolonger la survie et améliorer la qualité de vie de nombreuses personnes atteintes d'un cancer du cerveau", ajoutent-ils.
"Enfin, cela pourrait fournir une plate-forme pour le développement de nouvelles modalités de neuromodulation optique, avec des applications potentielles allant des études de neurophysiologie fondamentale à la psychiatrie clinique."
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