November 21, 2022

Une médecine oculaire qui ne cesse de nous surprendre

Imaginez un monde dans lequel les pathologies cornéennes ne seraient qu’un lointain souvenir. Impossible ! Me direz vous. C’est pourtant ce dont CorNeat Vision® se rapproche. Pour comprendre l’exploit que cette entreprise a accompli, il faut dans un premier temps établir la définition d’une personne dite aveugle en général. On appelle quelqu’un de cette façon si son acuité visuelle totale est inférieure à 1/20. En 2019, on dénombre 30 millions de cas de cécité dans le monde parmi lesquels 2 millions ont pour origine une rupture ou dégradation de la cornée. 

Une question légitime se pose alors : qu’est ce qu’une cornée ? Il s’agit d’une lentille transparente de la partie antérieure de l’œil qui se trouve devant l’iris et la pupille. Il faut aussi noter qu’elle n’est pas recouverte par la conjonctive, détail qui aura son importance pour l’implantation de la cornée artificielle. 


Le principe de greffe de cornée, aussi appelé kératoplastie, existe maintenant depuis plus d’un siècle. De nos jours, il s’agit d’une opération assez bénigne durant laquelle on enlève dans un premier temps la cornée dégradée du patient puis on la remplace par une autre, provenant de dons de cornées réalisés en amont. Enfin, le chirurgien suture la cornée sur l’œil du patient et les points sont enfouis par rotation sous la nouvelle cornée afin d’éviter toute irritation. 


Image de synthèse représentant l’installation de la cornée artificielle


Toutefois, les stocks de cornées ne sont pas illimités, bien au contraire, selon une étude récente une seule serait disponible pour 70 nécessitants. Des patients parfois dans l’urgence sont susceptibles d’attendre plusieurs années avant d’être opérés. Malgré l’apparition des cornées artificielles dans les années 2000, celles-ci reposent tout de même sur un don de tissu humain et l’opération est bien plus complexe. C’est pourquoi, nous pouvons qualifier l’implant de CorNeat Vision® de révolutionnaire car il ne nécessite aucun don de tissu humain, il est totalement artificiel. CorNeat Vision® est une société israélienne d'implants et de technologies biomimétiques fondée en Décembre 2015. Elle vise à remplacer l'utilisation de tissus à l’aide de matériaux brevetés 100% synthétiques et non dégradables. La technologie de la société amène une large gamme d'implants qui sont plus sûrs, plus fiables, durables et plus faciles à manipuler que les alternatives disponibles. En effet, l’implant utilise une technologie cellulaire avancée avec l’utilisation d’un matériau : «l’EverMatrix®», qui permet d’intégrer l’implant aux tissus de l’œil sans rejet du corps, car il n’apporte aucun tissu vascularisé, c’est-à-dire aucuns vaisseaux sanguins étrangers. Ce matériau facilite aussi la guérison puisqu’il s’agit d’un matériau biomimétique qui est capable de stimuler la prolifération cellulaire de manière à ce qu’il s’intègre parfaitement dans les tissus humains. L’implantation de la cornée artificielle CorNeat Kpro® ne nécessite pas une suture délicate du tissu du donneur sur la cornée du patient contrairement aux procédures actuelles et elle minimise le temps d’exposition de l'œil au monde extérieur ce qui limite les risques d’infections. De plus, elle est facilitée grâce au kit fourni en même temps que la cornée. Le chirurgien doit d’abord retirer la cornée endommagée du patient tout en décalant la conjonctive, qui est un film recouvrant la sclère, le blanc de l’œil. Ensuite, il prépare en avance les points de sutures sur la sclère. Puis, le médecin place la cornée sur l’ensemble iris/pupille et l’armature en plastique sur le blanc de l’œil, ferme les points de sutures qui fixent l’implant, et replace la conjonctive sur l’armature en plastique qui entoure la cornée artificielle. De cette manière, la cornée artificielle fait partie intégrante de l'œil. Par ailleurs, sa cicatrisation et sa guérison sont grandement favorisées grâce à la conjonctive qui est un site riche en fibroblastes, des cellules jeunes encore indifférenciées pour la plupart, permettant ainsi la différenciation des cellules en accord avec l’implant dans une période post-opératoire.


Enfin, la théorie de cet implant a beau être très proche de la perfection, elle n’est rien si elle ne s’applique pas dans la pratique. En effet, l’entreprise à déjà réalisé l’exploit de greffer cet implant, ce fut un succès. Un homme de 78 ans qui a subi l’implantation de cette cornée entièrement artificielle a retrouvé la vue dès que ses bandages ont été retirés, il a pu reconnaître ses proches et lire des chiffres. Bien que les coûts de production de cette cornée ne soient pas partagés par l’entreprise, impliquant probablement un montant relativement haut, l’avenir de cette prothèse reste très prometteur. Effectivement, le fait qu’elle ne soit composée d’aucun tissu vivant la distingue de tous ses homologues sur le marché, aucun doute qu’elle trouvera sa place et se démocratisera d’ici 1 ou 2 ans.


De nos jours, la médecine ne cesse d’évoluer et permet des exploits remarquables comme la reconstitution de tissus humains ou peut-être bientôt des modifications génétiques. A notre époque et durant les derniers siècles de l’humanité, l’espérance de vie des humains n’a cessé d’augmenter, de nouveaux traitements ont été créés et de nombreuses maladies, autrefois incurables, ont pu être traitées. Et cela grâce à l’évolution de cette science et des nouvelles technologies. CorNeat Vision® s’inscrit dans cette marche en avant de la médecine grâce à cette cornée artificielle pas encore démocratisée à grande échelle, mais très prometteuse.


Blog écrit par Ianel AKOU, Paul BOUDET Paul et Paul CAMUS


Sources :

 

November 03, 2022

Le dihydrogène : une solution au défi de la transition énergétique ?

Avec l’intensification du changement climatique, l’Homme est contraint de revoir ses choix de consommation, et l’enjeu de l’énergie n’a d’autre possibilité que de gagner en importance au sein de la recherche scientifique. C’est pourquoi de nos jours, de nombreuses entreprises investissent des milliards de dollars dans le dihydrogène afin d'approfondir les recherches à son sujet. 

Cette molécule aux propriétés prometteuses pourrait bien constituer l’avenir d’une consommation à l’impact allégé, mais son utilisation est encore loin d’être idéale : c’est ce dont nous traiterons dans cet article.


Le dihydrogène voit son principal intérêt à travers la pile à hydrogène (ou pile à combustible). Cette dernière est utilisée notamment dans les véhicules électriques. Elle permet de convertir directement de l'énergie chimique en énergie électrique, grâce à une réaction dite d'oxydoréduction, c’est-à-dire grâce à un transfert d’électrons. Une pile à hydrogène est constituée de 3 éléments : deux plaques, « chargées » positivement et négativement, que l'on appelle des électrodes, séparées par une substance conductrice, l’électrolyte. À la borne négative, chaque molécule de dihydrogène perd deux électrons suite à une réaction d’oxydation, et forme ainsi deux ions. Ces ions rejoignent la borne positive en circulant à travers l’électrolyte. Les électrons, ne pouvant physiquement pas circuler dans l’électrolyte, sont contraints de circuler dans des fils électriques pour rejoindre la borne positive. Ceci génère alors un courant électrique qui permet de faire fonctionner le moteur. Lorsque les ions et les électrons sont arrivés à la borne positive, on observe le processus inverse (une réduction), ils réagissent avec le dioxygène de l’air pour former de l’eau.

Ce qui veut donc dire que l'utilisation de cette pile permet de faire fonctionner un moteur en rejetant uniquement de l'eau et de la chaleur. Aucune émission de CO2 n'est alors engendrée : voilà donc résolu un des problèmes majeurs causés par la pollution des transports.

Schéma du fonctionnement d’une pile à combustible


Mais comment, alors, se procurer la fameuse molécule ? Sur Terre, l'hydrogène est présent de manière abondante. Toutefois, on ne le trouve jamais à l'état pur. Il faut donc l'extraire à partir d'autres éléments. Il existe ainsi 3 types de dihydrogène, et donc 3 manières de le produire.

  • L'hydrogène gris :  c’est le plus utilisé au niveau industriel actuellement. Il est produit grâce à une technique appelée vaporeformage (ou reformage à la vapeur). Il s'agit d'un processus permettant, en présence de vapeur d'eau et de chaleur, d’obtenir du dihydrogène à partir de méthane (CH4). Mais cette technique est très polluante car elle engendre des émissions de gaz à effet de serre, en particulier du dioxyde de carbone.

 

  • L’hydrogène bleu : l'hydrogène bleu est créé de la même manière que l'hydrogène gris, mais à l'inverse de ce dernier, sa production n'est pas nocive pour l’environnement. En effet, le carbone généré lors du vaporeformage est de suite capturé et stocké dans des poches de gaz ou de pétrole vides. En revanche, ce procédé d’extraction n’en est qu’au stade expérimental, et il se révèle extrêmement coûteux, tant au niveau énergétique que financier.

  • L’hydrogène vert : ce dernier est fabriqué à partir de l'électrolyse de l'eau. Ce processus consiste à briser les liaisons chimiques d'une molécule d'eau (H2O) en imposant le passage d’un courant électrique dans le système. Cette réaction est exactement l'inverse de celle qui se produit dans la pile à hydrogène. Mais, bien qu'idéal pour le défi de la transition énergétique, l'hydrogène vert est encore très peu utilisé en raison de sa faible rentabilité.


De plus, l'hydrogène pourrait également répondre à une des grandes difficultés des énergies renouvelables : le stockage de l'énergie. En effet, lorsque certains parcs photovoltaïques, éoliens, ou autres, se retrouvent dans une situation de surproduction par rapport à la consommation, le surplus d’énergie électrique peut alors être utilisé pour produire du dihydrogène par électrolyse de l’eau. Il est ainsi stocké à l'état liquide ou gazeux, et sera par la suite retransmis sur le réseau sous forme d’énergie grâce à une pile à combustible, pendant les heures de forte consommation.


Malheureusement, l’idée de renouveler l’entièreté du parc automobile grâce à la technologie du dihydrogène est encore bien loin d’être idyllique. En effet, son principal inconvénient reste la difficulté à le stocker et le transporter. Le dihydrogène étant un gaz très léger, 11 fois plus léger que l'air, il occupe un volume important. Pour stocker 1 kg de dihydrogène il faut environ un volume de 12 m³. Or un coffre de voiture en général, n'excède pas les 800/900 litres, soit moins d' 1m³. La pile à combustible pose donc un problème d'aménagement dans les voitures. De plus, cette dernière est très coûteuse. En effet, la réaction d'oxydoréduction de la pile nécessite la présence d’une espèce chimique particulière, appelée catalyseur, qui a pour but d'accélérer et d'améliorer le rendement de la réaction. On utilise pour cela principalement du platine, qui est un métal rare et onéreux, ce qui implique un impact négatif au regard de la compétitivité des piles à combustible sur le marché de l'automobile. 


Le dihydrogène joue donc son rôle quant à la transition énergétique, mais le progrès technique n’est pas terminé : il va falloir changer la manière dont on le produit et quadrupler les quantités obtenues. Pour l'instant, moins de 5% des dépenses énergétiques mondiales sont consacrées à l’hydrogène, ce qui donne une fois de plus une dimension politique et financière aux enjeux environnementaux et techniques.


Blog écrit par : Alex CANAVAGGIO, Lily-Rose GAVANON, Maïlys HERMANN-BOYER


Sources :

https://www.airliquide.com/fr/hydrogene

https://www.h2-mobile.fr/dossiers/pile-combustible-fonctionnement-avantages-inconvenients/