L'ingénierie est un processus, un développement continu de nouvelles techniques visant à améliorer les produits afin d'accroître leur utilité grâce à de meilleures performances, une durée de vie plus longue et un coût réduit. Et c'est encore plus gratifiant lorsque l'amélioration du processus d'ingénierie permet de sauver davantage de vies. Récemment, Potomac a eu l'occasion de faire exactement cela en travaillant pour le département de neurochirurgie de l'Université de Floride [UFL].
Hydrocéphalie et fuites cérébrales
Les cathéters de drainage ventriculaire, affectueusement appelés drains cérébraux, éliminent le liquide céphalo-rachidien des ventricules chez les patients atteints d'hydrocéphalie, une maladie dans laquelle l'excès de liquide dans le cerveau augmente la pression intracrânienne conduisant au coma ou à la mort si elle n'est pas traitée rapidement.
Selon l'Hydrocephalus Association, plus d'un million de personnes aux États-Unis souffrent actuellement d'hydrocéphalie et on estime que plus de 700 000 Américains souffrent d'une version appelée hydrocéphalie à pression normale, mais moins de 20 % reçoivent un diagnostic approprié. Pour 1 000 bébés nés dans ce pays, un à deux seront atteints d'hydrocéphalie et cette maladie est la raison la plus courante de chirurgie cérébrale chez les enfants.
Pour de nombreux patients, les systèmes de dérivation pour drainer le liquide cérébral sont une bouée de sauvetage. Cependant, ces cathéters ne sont pas parfaits et 25 % d'entre eux échouent en raison de problèmes de coagulation ou de croissance de tissus dans les trous du cathéter nécessaires au drainage du liquide. Dirigée par les coachs du projet, le Dr Frank Bova, professeur de neurochirurgie, et le Dr Christopher Batich, professeur de science et d'ingénierie des matériaux, l'équipe Brain Drain de l'UFL explore et développe de nouvelles méthodes pour prévenir et éliminer l'occlusion du cathéter en utilisant de nouveaux revêtements, de nouvelles formes de pointe et de nouvelles géométries de trou. L'élimination du remplacement des dispositifs chez les patients pourrait permettre des économies de coûts importantes et améliorer le confort de toute personne atteinte de la maladie.
Réingénierie de la conception actuelle
Samantha Solaski, membre de l'équipe Brain Drain, explique que l'objectif du projet est de démontrer un prototype de cathéter opérationnel qui limite la formation d'occlusion et qui peut être dégagé à l'aide d'un dispositif d'assistance si nécessaire. Le cathéter en silicone actuel est doté d'une série de trous circulaires perforés pour drainer le liquide cérébral. Le groupe a voulu tester des trous plus petits et essayer des trous de différentes formes, ainsi qu'un nouveau réseau de trous interconnectés.
Comme il s'agit de cathéters crâniens, la taille globale du cathéter est déjà assez petite. Le diamètre extérieur mesure seulement 3,4 mm. Pour réduire la taille des trous, Samantha s'est rendu compte qu'il fallait passer du poinçonnage à la micro-usinage au laser. Cependant, aucun des fournisseurs locaux de Gainesville ne pouvait obtenir la petite taille de trou requise. Grâce à une recherche sur Internet, la chercheuse a trouvé Potomac qui n'avait aucun problème avec l'échelle spatiale.
Mike Adelstein, PDG de Potomac, déclare : « Nous perçons régulièrement des trous de 1 à 200 microns. De plus, le silicone de qualité médicale est un matériau que nous connaissons bien. Contrairement à d'autres polymères organiques comme le Kapton, le silicone présente des propriétés uniques qui le rendent particulièrement difficile à traiter mécaniquement ou au laser. Au fil des ans, nous avons développé des techniques de perçage de trous au laser pour ces matériaux de qualité médicale qui donnent des résultats exceptionnels. »
L'équipe Brain Drain testait plusieurs prototypes, la taille et la précision des trous étaient également importantes. La répétabilité des dimensions des trous garantissait une comparaison précise des modèles.
Grâce à l'expertise de Potomac en micro-usinage laser, l'équipe Brain Drain améliore les dispositifs médicaux pour améliorer la qualité de vie des patients atteints d'hydrocéphalie et qui sait où ces améliorations des processus d'ingénierie peuvent mener !
