Un "tatouage" en graphène pourrait aider les cœurs à garder leur rythme.

Certains tatouages ​​font vraiment battre le cœur la chamade.

Chez les rats, un "tatouage" en graphène collé au cœur pourrait traiter un battement anormalement lent. Comme un pacemaker futuriste, l'appareil délivrait des signaux électriques qui permettaient au cœur de battre correctement, selon une étude publiée en ligne le 25 mars dans Advanced Materials.

L'appareil électronique est actuellement un prototype, mais une version destinée à être utilisée dans les cœurs humains pourrait être prête pour des tests d'ici cinq ans, estime Igor Efimov, ingénieur cardiovasculaire à l'Université Northwestern de Chicago.

Efimov et ses collègues travaillent depuis des années à créer des dispositifs implantables qui s'adaptent au corps. Un défi majeur est de marier l'électronique rigide avec des tissus doux et parfois palpitants. Pour la plupart des stimulateurs cardiaques actuels, les médecins insèrent des électrodes sur de longs fils dans une veine à l'intérieur du cœur. À chaque battement de cœur, environ 100 000 fois par jour, les fils se plient. Avec suffisamment de flexion, l'appareil finit par se rompre, explique Efimov. Une solution consiste à utiliser des matériaux ultra-minces qui se déplacent avec les mouvements du cœur, comme le film plastique collant au gelée tremblante.

En 2021, Efimov a vu quelque chose qui semblait prometteur: un article sur les dispositifs en graphène appliqués sur la peau comme des tatouages temporaires. Contrairement aux composants métalliques souvent utilisés dans l'électronique, le graphène est "atomiquement mince", explique Dmitry Kireev, ingénieur biomédical à l'Université du Texas à Austin qui a développé les tatouages en graphène.

Le graphène, une seule couche d'atomes de carbone disposés en un motif en nid d'abeille, est un matériau attrayant pour une utilisation biomédicale, explique Nai-Chang Yeh, un physicien de Caltech qui n'a pas participé au travail. "Le graphène est très flexible, il est biocompatible, hautement transparent, hautement conducteur et mécaniquement solide", dit-elle.

Mais Kireev n'avait jamais placé de tatouages en graphène sur du tissu cardiaque auparavant. Efimov l'a contacté et a dit: "Eh bien, voulez-vous essayer? Nous pouvons vous aider." Les chercheurs se sont associés et ont testé les dispositifs lors d'expériences sur des cœurs de souris et à l'intérieur de rats vivants. Chez les rats, le tatouage cardiaque a pu corriger un battement irrégulier en envoyant des impulsions électriques à l'organe, rapporte l'équipe.

Les tatouages sandwich une couche transparente de graphène entre des feuilles de silicone extensibles et un polymère ultra-mince. Une bande d'or relie le graphène à des fils qui se connectent à une source d'alimentation, qui envoie de l'électricité à travers le dispositif.

Les versions futures du tatouage seront sans fil, dit Efimov, peut-être en utilisant une petite antenne pour capter les signaux électriques d'un dispositif externe placé sur la poitrine d'une personne. Et un jour, Efimov envisage des électrodes en graphène de la taille de grains de riz injectés dans le muscle cardiaque. Un équipement miniature pourrait effectuer les fonctions d'un pacemaker sans les composants volumineux habituels.

Tout cela peut sembler de la science-fiction, mais la technologie est presque là, dit Efimov. "Maintenant est le moment de la développer."