Les technologies et la médecine ne cessent d’évoluer, et le génie joue un rôle de plus en plus important en matière de soins de santé et dans le domaine médical. Qu’elle porte sur la réparation des tissus ou la mobilité, la recherche en génie apporte de nouvelles perspectives et inventions menant à la résolution de problèmes médicaux.
Les biomatériaux pour améliorer le traitement de l’arthrose
Il n’existe actuellement aucun remède contre l’arthrose, une maladie articulaire qui provoque de la douleur et entraîne une réduction de la mobilité chez plus de quatre millions de Canadiennes et Canadiens. Les traitements présentement utilisés aident à diminuer les symptômes, mais leur efficacité est temporaire. Par exemple, l’effet des médicaments administrés dans l’articulation s’estompe généralement rapidement. De plus, les stratégies de réparation chirurgicale du cartilage articulaire – tissu conjonctif recouvrant les os dans les articulations – offrent souvent seulement un répit temporaire.
Jean-Philippe St-Pierre, chercheur en génie biomédical et directeur du Laboratoire de biomatériaux de St-Pierre à la Faculté de génie de l’Université d’Ottawa, travaille à l’élaboration de solutions à base de biomatériaux afin d’améliorer le traitement de l’arthrose et la réparation du cartilage articulaire endommagé. Ses recherches portent essentiellement sur l’amélioration de l’efficacité d’administration des médicaments dans le cartilage et l’utilisation de matériaux de pointe pour favoriser la réparation du cartilage.
Dans le cadre de ses travaux, le professeur St-Pierre utilise des biomatériaux pour permettre une libération plus constante des médicaments dans le cartilage. Grâce à une telle solution, il pourrait être moins nécessaire de recourir à des traitements fréquents et invasifs. Le chercheur étudie également les hydrogels bio-instructifs, des matériaux conçus pour orienter le comportement des cellules et qui pourrait accroître l’efficacité de réparation du cartilage endommagé.
L’amélioration de l’administration des médicaments et de la réparation des tissus découlant des travaux de recherche de Jean-Philippe St-Pierre conduiront à l’obtention de meilleurs résultats de traitement et d’une meilleure qualité de vie chez les personnes atteintes d’arthrose.
L’IA et l’apprentissage machine pour améliorer les aides à la mobilité
Les personnes ayant subi une amputation et celles qui sont aux prises avec d’importants problèmes de mobilité en raison de leur l’âge ou d’une blessure pourraient grandement profiter de solutions techniques de nouvelle génération, comme les prothèses et les exosquelettes. En effet, les aides à la mobilité procurent confort et autonomie à leurs utilisatrices et utilisateurs.
Au Laboratoire de biocompatibilité des appareils fonctionnels, le professeur en génie mécanique Thomas Uchida (lien en anglais seulement) mène des travaux de recherche en vue de rendre ces dispositifs aussi naturels que possible. En s’appuyant sur l’IA et l’apprentissage machine, le professeur Uchida utilise des concepts de génie informatique pour comprendre comment le corps humain interagit avec les différentes aides à la mobilité. Les données recueillies à l’aide d’un système d’émulation de prothèses lui permettront, ainsi qu’à son équipe, d’optimiser la conception des prothèses et des exosquelettes en répartissant uniformément les forces exercées sur le corps pour prolonger l’utilisation de ces aides.
Si un appareil bien adapté permet à une personne âgée ou ayant subi une amputation de retrouver sa mobilité, il favorise aussi son état général parce qu’il facilite la pratique de l’activité physique et l’engagement social. Les recherches du professeur Uchida contribueront à rehausser la qualité de vie des gens qui portent une prothèse ou un exosquelette et conduiront, conséquemment, à une amélioration de leur santé et à une réduction des coûts en matière de soins.
Au confluent du génie et des soins de santé
La recherche en génie joue un rôle crucial dans la résolution des problèmes complexes liés aux soins de santé. D’autres solutions de soins de santé efficaces et personnalisées, comme celles des professeurs St-Pierre et Thomas Uchida, sont en cours de développement. À mesure que le mouvement de convergence du génie et des soins de santé prendra de l’ampleur, les recherches en génie transformeront de plus en plus nos façons d’aborder les défis médicaux, comme la gestion des maladies, leur traitement et la réadaptation, en vue d’améliorer la vie des patientes et patients de partout dans le monde.
