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Une équipe de l’université israélienne de Bar-Ilan, près de Tel-Aviv, a fait une découverte décisive qui permet de suivre avec précision, comme jamais auparavant, le mouvement des particules. Les chercheurs ont utilisé des nanodiamants invisibles qui remplaceront bientôt les injections.

La technologie à travers la peau est déjà largement utilisée dans les patchs pour la nicotine, la caféine, la contraception et le soulagement de la douleur, entre autres. Mais pour cibler des couches spécifiques de la peau, les développeurs de médicaments doivent comprendre leurs « profils de perméation », c’est-à-dire comment les particules se comportent lorsqu’elles traversent la peau.

Les sociétés pharmaceutiques développent de nouveaux traitements avec des particules enrobées de médicament invisibles, mais elles doivent savoir exactement où elles atterrissent sur la peau pour savoir si elles seront efficaces.

Les minuscules particules de carbone – d’une taille d’à peine un millionième de millimètre – offriront une alternative sûre et indolore aux injections.

Son système laser indique si les nanodiamants sont au bon endroit et à la bonne concentration pour que les traitements à travers la peau fonctionnent.

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Les nanodiamants agrandis pénètrent toutes les couches de la peau. Crédit : Prof Dror Fixler

Sans lasers, les développeurs de médicaments menant des essais cliniques devaient effectuer des biopsies – une technique invasive et parfois douloureuse dans laquelle des cellules ou des tissus sont prélevés – pour voir si les nanodiamants avaient trouvé leur marque.

Le professeur Dror Fixler, directeur de l’Institut Bar-Ilan pour la nanotechnologie et les matériaux avancés, a déclaré qu’il s’agissait « d’une avancée importante en dermatologie et en ingénierie optique ».

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« Cela pourrait ouvrir la porte au développement de médicaments appliqués à travers la peau avec des préparations cosmétiques modernes utilisant des nanotechnologies avancées », a ajouté Fixler.

Les nanodiamants sont une innovation très récente. Ils sont produits dans le département de chimie de l’université en faisant exploser des explosifs à l’intérieur d’une chambre verrouillée.

Cela reproduit les conditions de haute pression et de haute température dans lesquelles les diamants naturels se forment sous la surface de la terre.

Mesure de l’absorption des nanodiamants par la peau du porc. Crédit : Prof Dror Fixler

Les nanodiamants sont ensuite appliqués sur la peau sous forme de solution, une poudre très fine mélangée à quelques gouttes d’eau. Dans des expériences en laboratoire, l’équipe a utilisé de la peau de porc et a mesuré la progression des nanodiamants après trois heures.

Le plus dur est de suivre quelque chose qui ne fait qu’un millionième de millimètre. C’est assez difficile en toutes circonstances, mais le tissu cutané est trouble : opaque et difficile à voir.

Jusqu’à présent, la seule façon de suivre le mouvement des nanodiamants était de faire une biopsie puis d’examiner l’échantillon avec un microscope électronique à transmission à haute puissance.

Il n’y avait pas d’autre moyen de voir les nanodiamants in situ. Maintenant, il y a. Le professeur Fixler et son équipe ont combiné un laser avec un algorithme qui leur permet de « voir » ce qui se passe.

La technologie à travers la peau est déjà utilisée dans la nicotine et d’autres patchs à libération lente. Photos du gisement

L’algorithme utilise des mathématiques très complexes pour interpréter une image visuelle de base et déterminer où se trouvent les nanodiamants. Ils ne sont pas réellement visibles, mais l’image capture des données qui permettent à l’algorithme de comprendre leur emplacement.

« La plupart des détecteurs, y compris les yeux et les caméras, détectent l’intensité des ondes lumineuses optiques », a déclaré à NoCamels Channa Shapira, doctorante impliquée dans la recherche à Bar-Ilan.

« Mais il y a un concept plus compliqué à comprendre, que vous ne pouvez pas vraiment saisir, même mathématiquement, appelé phase. La phase est la partie imaginaire de l’onde. Il ne peut pas être mesuré, mais il contient beaucoup d’informations importantes. Nous prenons un ensemble d’images à l’aide d’une simple caméra, puis nous avons un algorithme qui reconstruit la phase manquante », a déclaré Shapira.

La concentration de nanodiamant diminue à mesure qu’il pénètre dans la peau. Crédit : Prof Dror Fixler

Les patients sont brièvement exposés à un faisceau laser bleu. Un système optique crée ensuite une image tridimensionnelle similaire à une photographie, à travers laquelle les changements optiques dans le tissu traité peuvent être extraits et comparés au tissu adjacent non traité à l’aide de l’algorithme spécialement créé.

« Cette nouvelle génération de médicaments peut traverser la peau et remplacer les injections, et pourrait cibler des sites spécifiques et le corps. Mais, pour les diriger, il faut d’abord pouvoir les suivre pour voir jusqu’où ils vont et comment ils pénètrent dans la peau. L’imagerie est limitée lorsqu’il s’agit de détecter des nanoparticules dans un environnement aussi trouble », a ajouté Shapira.

Enfin, en parlant de l’avenir immédiat de la recherche, Shapira a déclaré : « Maintenant, nous nous dirigeons vers une autre direction de détection, comme connaître les concentrations de la façon dont les nanodiamants pénètrent dans les différentes couches de la peau, l’épiderme, le derme et gras sans les visualiser».

 

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