Le chirurgien prépare le scalpel et vérifie les instruments ; tout est prêt pour l’implantation d’un stimulateur cardiaque. Mais aujourd’hui, quelque chose a changé : au lieu du kit chirurgical complet, il prend une aiguille. Une aiguille ordinaire. Il la remplit d’un grain qui ressemble à du sable et l’injecte dans la poitrine du patient. Trois secondes. C’est fait. Le stimulateur cardiaque se met en marche, le cœur bat régulièrement, plus besoin de changer les piles tous les cinq ans. Aucune cicatrice. Les chercheurs de MIT Media Lab créé une antenne injectable de 200 micromètres qui s'administre comme un médicament et alimente des dispositifs implantés profondément.
Elle fonctionne à basses fréquences pour éviter la surchauffe des tissus et génère 100 000 fois plus d'énergie que les antennes traditionnelles de taille similaire.
Le problème des batteries dans les plantes
Les implants médicaux actuels sont alimentés de deux manières. La première fournit une batterie de plusieurs centimètres de long, implantée chirurgicalement dans le corps, qui doit être remplacée tous les 5 à 10 ans par une nouvelle intervention. Le second Elle utilise une bobine magnétique, également de la taille d'un centimètre, placée sous la peau pour capter l'énergie sans fil. Le problème ? Les bobines miniatures ne fonctionnent qu’à hautes fréquences, ce qui ils surchauffent les tissus limiter la puissance pouvant être délivrée en toute sécurité.
« Au-delà de cette limite, on commence à endommager les cellules », explique-t-il. Baju Joy, doctorant du groupe Nano-Cybernetique Biotrek du MIT.
Chaque année, entre 250 000 et 300 000 stimulateurs cardiaques sont implantés en Europe (dont 50 000 en Italie). Des chiffres similaires sont observés aux États-Unis, où environ 250 000 stimulateurs cardiaques et 100 000 défibrillateurs, pour un coût se chiffrant en centaines de milliards de dollars.
Chaque remplacement de batterie comporte des risques d'infection, d'inconfort pour le patient et de nouveaux coûts de soins de santé. Or, la miniaturisation des dispositifs médicaux est précisément freinée par la taille des sources d'énergie.
Comment fonctionne l'antenne injectable
L'antenne développée par l'équipe de Deblina Sarkar Le MIT résout le problème de surchauffe en fonctionnant à basse fréquence (109 kHz) grâce à une nouvelle technologie. L'appareil combine une couche magnétostrictive1 qui se déforme lorsqu'il est exposé à un champ magnétique, avec une couche piézoélectrique Ce dispositif convertit la déformation mécanique en charge électrique. Lorsqu'un champ magnétique alternatif est appliqué, les domaines magnétiques de la couche magnétostrictive la déforment, à la manière d'un aimant puissant sur un tissu métallique. La tension mécanique ainsi induite génère des charges électriques dans la couche piézoélectrique, via les électrodes placées au-dessus et en dessous.
Trop compliqué ? Je vais réessayer. Cette antenne possède une couche qui se déplace comme un tissu sous l'effet d'un champ magnétique, et une autre couche qui convertit ce mouvement en électricité. Lorsque le champ magnétique change, la couche mobile modifie également le champ électrique, ce qui permet à l'antenne de générer de l'énergie sans chauffer. Mieux encore ?
« Nous exploitons cette vibration mécanique pour convertir le champ magnétique en champ électrique », explique Joy. Le résultat est une puissance de quatre à cinq ordres de grandeur supérieure par rapport aux antennes implantables de taille similaire qui utilisent des bobines métalliques et fonctionnent dans la gamme des GHz.
Lo étude publiée dans IEEE Transactions on Antennas and Propagation L'ouvrage d'octobre 2025 démontre comment il est possible de surmonter le défi technique exprimé par les auteurs eux-mêmes :
« Développer une antenne ultra-petite (moins de 500 micromètres) capable de fonctionner efficacement dans la bande des basses fréquences est complexe. »
Applications autres que les stimulateurs cardiaques
Le champ magnétique qui active l'antenne injectable est généré par un dispositif similaire à un chargeur sans fil pour smartphone, suffisamment petit pour être appliqué sur la peau comme un patch adhésif ou conservé dans une poche près de la surface cutanée. L'antenne peut être fabriquée à l'aide de la même technologie que celle utilisée pour les microprocesseurs, ce qui permet Intégration facile avec les composants électroniques existants.
« Ces composants électroniques et ces électrodes peuvent être fabriqués à une taille bien inférieure à celle de l'antenne elle-même, et seraient intégrés lors de la nanofabrication », explique Joy.
Les applications vont au-delà des stimulateurs cardiaques et des neuromodulateurs pour l'épilepsie et la maladie de Parkinson. Un cas particulièrement intéressant est surveillance continue de la glycémieDes circuits de capteurs optiques existent déjà pour détecter le glucose, mais le processus bénéficierait grandement d'une source d'alimentation sans fil pouvant être intégrée de manière non invasive dans le corps. « Ce n'est qu'un exemple », explique Joy.
« Nous pouvons reprendre toutes ces autres techniques développées avec les mêmes méthodes de fabrication et les intégrer facilement à l'antenne. »
La production d'antennes peut être grimpable facilement L'injection de plusieurs antennes permet de traiter de vastes zones du corps. Ceci ouvre la voie à des réseaux de capteurs distribués ou à des systèmes thérapeutiques complexes qui, aujourd'hui, nécessiteraient de multiples interventions chirurgicales.
Le marché de la recharge sans fil médicale
Il marché des systèmes d'alimentation sans fil pour dispositifs médicaux implantables Ce secteur est en plein essor. Évalué à 1,5 milliard de dollars en 2025, il devrait atteindre 5 milliards de dollars d'ici 2033, avec un taux de croissance annuel composé de 15 %. Des entreprises comme Medtronic, Abbott Laboratories, Boston Scientific et des startups spécialisées telles que Nucurrent e Lien résonant médical développent des produits qui intègrent des systèmes transfert d'énergie sans fil.
La technologie du MIT se distingue par trois avantages cruciaux: miniaturisation extrême (200 micromètres contre les millimètres des solutions actuelles), implant minimalement invasif avec une aiguille standard et absence de surchauffe des tissus grâce aux basses fréquences de fonctionnement.
Antenne injectable : quand sera-t-elle disponible pour les patients ?
L'enseignant Deblina Sarkar, chef de groupe Nano-Cybernetique Biotrek et l'auteur principal de l'étude souligne comment
« Notre technologie a le potentiel d’ouvrir une nouvelle voie pour les dispositifs bioélectroniques minimalement invasifs capables de fonctionner sans fil en profondeur dans le corps humain. »
Ces travaux s'appuient sur 50 ans de recherche sur la miniaturisation des transistors et de l'électronique, appliquée ici au problème de l'alimentation électrique des systèmes.
Le chemin vers l'application clinique nécessite encore… tests de biocompatibilité à long termeLa validation de l'efficacité énergétique en conditions réelles et l'approbation réglementaire d'organismes comme la FDA et l'EMA restent des étapes cruciales. Tous les prérequis sont réunis : une technologie fonctionnelle, des coûts de production réduits grâce aux procédés de nanofabrication éprouvés et un marché en pleine expansion, à la recherche de solutions concrètes.
L'aiguille qui remplace le scalpel. Un grain de poussière qui élimine le besoin de piles. Parfois, l'avenir de la médecine réside dans des choses microscopiques qui changent tout.
Remarque:
- Le terme « magnétostrictif » fait référence à un phénomène physique appelé magnétostriction, qui indique la variation de longueur ou la déformation d'un matériau, généralement métallique et ferromagnétique, lorsqu'il est soumis à un champ magnétique. ??
