Naviguer dans les zones difficiles d’accès du corps humain tout en conservant une précision extrême : c’est le défi que relève une nouvelle génération d’endoscopes à rigidité variable développée à l’EPFL. Elle ouvre la voie à de nouvelles interventions minimalement invasives.
Traiter l’intérieur du corps sans incision majeure est devenu courant grâce aux endoscopes. Ces longs tubes munis d’une caméra sont capables de se faufiler dans les cavités étroites afin de diagnostiquer et soigner diverses pathologies de façon peu invasive. Près de 190 millions d’interventions de ce type ont lieu chaque année dans le monde. Au bloc opératoire, l’instrument idéal n’est cependant pas encore arrivé. Selon le type d’intervention, la chirurgienne ou le chirurgien doit choisir entre, d’un côté, la précision et la force pour disséquer les tissus d’un instrument rigide et, de l’autre, la souplesse pour naviguer sans heurt à travers les voies sinueuses de l’anatomie. Des interventions minimalement invasives se transforment en chirurgie ouverte lorsque les médecins ne parviennent pas à la fois à atteindre la zone ciblée et à réaliser un traitement efficace, en particulier pour des interventions telles que les chirurgies des sinus en ORL (oto-rhino-laryngologie), où l’accès est très limité. Pour pallier ce problème, une start-up de l’EPFL, Dexterous Endoscopes, développe une nouvelle génération d’instruments souples capables de se verrouiller totalement en une fraction de seconde pour offrir la stabilité et la précision d’un outil rigide.
Un contrôle mécanique de la rigidité
Diverses technologies, notamment dérivées de la robotique souple, susceptibles d’être appliquées aux instruments chirurgicaux ont été explorées à l’EPFL. Il s’agit par exemple des polymères intelligents, des alliages métalliques dont la rigidité varie selon la température. Ou encore des systèmes utilisant des milliers de fibres ou de granules intégrés dans un substrat externe qui sont capables de passer d’un état souple à un état rigide sous vide. S’appuyant sur ces travaux, les scientifiques du spin-off du Laboratoire de systèmes intelligents de l’EPFL ont développé une nouvelle approche basée sur une architecture à segmentation mécanique. L’endoscope est composé d’une série de segments interconnectés qui se déplacent librement pendant la navigation dans les vaisseaux et peuvent s’emboiter d’une simple pression du médecin pour en faire une structure rigide. Ainsi figée, la structure est stable et devient capable de transmettre la force nécessaire à la dissection.
« Cette approche permet aux praticiens et praticiennes d’atteindre et de traiter efficacement plusieurs cibles au cours d’une même intervention. Elle répond ainsi à un défi majeur dans les interventions ORL, urologiques et gastro-intestinales, où il est nécessaire d’opérer dans des zones confinées et difficiles d’accès », explique Yegor Piskarev, directeur de Dexterous Endoscopes. « Actuellement certains types d’endoscopes à rigidité variable permettent d’augmenter temporairement la rigidité de la tige afin de faciliter l’insertion et la mise en place des instruments. Cependant, ils ne permettent pas de verrouiller la forme et n’offrent pas le niveau de contrôle nécessaire pour réaliser des interventions avec une grande précision ».
Des essais précliniques ont déjà été menés dans des conditions reproduisant fidèlement les interventions réelles, dans des hôpitaux de Lausanne, Munich et Londres. Les retours des chirurgiennes et chirurgiens ont aidé les ingénieurs à perfectionner le dispositif afin de mieux répondre aux besoins cliniques. « Dans notre domaine, il est essentiel de travailler en étroite collaboration avec les utilisatrices et utilisateurs avant de finaliser la conception afin de s’assurer que le dispositif répond à leurs besoins et s’adapte à la pratique, car apporter des modifications après cette étape devient très coûteux », explique Yegor Piskarev.
Remarquée durant un programme d’accélération
La jeune entreprise a suscité l’intérêt de plusieurs spécialistes suisses des start-ups. Alors qu’elle vient de décrocher les 100’000 francs promis par la troisième et dernière étape du programme Venture Kick, elle a rejoint l’année dernière le HSG Start à Saint-Gall. Elle y a été sélectionnée comme seule start-up à bénéficier d’un investissement parmi plus de 130 candidatures. Ce programme d’accélération a permis à l’entrepreneur de travailler en étroite collaboration avec des experts chevronnés en matière de start-up et d’investissement pendant plusieurs mois. Il a rigoureusement remis en question et affiner le business case, le plan financier et le positionnement global de l’entreprise afin de se préparer aux discussions avec les investisseurs.
L’équipe de Dexterous Endoscopes avait initialement prévu de développer une technologie destinée aux cathéters cardiaques, mais le marché s’est révélé difficile. « Le processus de mise sur le marché est très coûteux et implique de nombreuses formalités réglementaires », détaille Yegor Piskarev. « De plus, ces interventions médicales sont souvent réalisées à l’aide de robots médicaux spécialisés, ce qui limite la taille du marché. » Après avoir consulté des centaines de chirurgiens pour mieux cerner les opportunités, l’équipe a choisi une autre voie : les endoscopes à rigidité variable destinés aux interventions en ORL, sur les voies urinaires et gastro-intestinales. « Il s’agit de marchés plus vastes présentant des besoins cliniques non satisfaits similaires, mais avec moins d’obstacles à surmonter. »
Dexterous Endoscopes prévoit désormais d’obtenir les autorisations réglementaires aux États-Unis et en Suisse afin de mettre son dispositif en service clinique sur ces marchés. Pour y parvenir, l’entreprise organise cette année une levée de fonds afin d’accélérer le développement et la certification du produit.
