Présentation
Les implants médicaux classiques (pacemakers, pompes à insuline) fonctionnent isolément et utilisent des protocoles radio comme Bluetooth Low Energy ou NFC. Selon les auteurs, ces solutions consomment jusqu’à 90 % de la batterie d’un implant lorsqu’elles sont actives et leurs ondes sont fortement atténuées au‑delà d’un centimètre de tissu. Le groupe de recherche de Georgia Tech a donc développé le système SWANS (Smart Wireless Autonomous Networking System) qui exploite la conduction ionique du corps humain pour transmettre des impulsions électriques.
Fonctionnement technique
SWANS repose sur trois éléments : un hub portable à circuit flexible capable d’émettre des impulsions de tension allant jusqu’à 12 V, une matrice de microneedles en acier inoxydable qui injecte ces impulsions dans la peau, et des implants injectables contenant deux pads récepteurs, un transistor, une batterie et un capteur ou actionneur. Chaque implant ne consomme presque aucune énergie en mode écoute grâce à des composants passifs. La sélection du destinataire s’opère par réglage de seuils de tension et de durée de pulse via résistances et condensateurs, de façon à ce que seul l’implant dont la combinaison correspond réagisse.
Performances expérimentales
Les auteurs ont testé le système sur des poitrines de poulet, des ventrales de porc et des rats vivants. Un pulse de 10 V a généré un gradient détectable sur plus de 30 cm de tissu et jusqu’à 14 cm de profondeur, soit plus de dix fois la portée mesurée pour Bluetooth ou NFC. Un implant complet mesure 3 × 1,1 × 17 mm et passe à travers une aiguille de calibre 6 G. En conditions réelles, le hub placé sur l’abdomen d’un rat a pu activer un implant situé au dos, démontrant une indépendance de la position. Un scénario avancé a couplé un capteur de contrainte sur la patte avant à un stimulateur du nerf sciatique de la patte arrière, provoquant un clignement ciblé. Un relais température a transmis le signal uniquement lorsque la température dépassait 40 °C.
Limitations et perspectives
Le réglage des seuils de tension doit être personnalisé pour chaque corps et chaque implantation, ce qui complique la mise en œuvre à grande échelle. Après deux mois d’observation chez le rat, un tissu cicatriciel d’environ 1 mm s’est formé autour des implants ; la communication est restée fonctionnelle en augmentant légèrement la tension, restant dans les limites de sécurité des dispositifs cardiaques existants. Aucun effet indésirable sur l’activité cardiaque, la mort cellulaire ou le stress oxydatif n’a été détecté. Malgré ces résultats prometteurs, les auteurs reconnaissent que SWANS ne pourra pas remplacer toutes les formes de communication intra‑corporelle, notamment celles nécessitant des débits de données élevés.
