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Nanotechnologie

Vers un traitement révolutionnaire des plaies diabétiques : des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv fabriquent un pansement à partir de chair de méduse

Le doctorant Roman Nudelman, du laboratoire d'électronique moléculaire de l'Université de Tel-Aviv, sous la direction du Prof. Shachar Richter de la Faculté d'ingénierie et du Centre de Nanotechnologie de l'Université, a réussi à transformer deux protéines présentes dans le corps des méduses en un bandage spécial destiné à accélérer le processus de guérison des plaies chez les patients diabétiques. L'étude novatrice, dont les résultats ont déjà été testés avec succès en laboratoire, constitue une véritable avancée pour le traitement de ces lésions dangereuses dont certaines peuvent aller jusqu'à l'amputation d'un membre.

Roman NudelmanLes méduses qui atteignent chaque été les côtes méditerranéennes ne sont pas seulement une nuisance et une cause de brûlures parfois dangereuses, il s'avère qu'elles peuvent aussi nous guérir. Dans le cadre de recherches révolutionnaires, les chercheurs de l'UTA sont parvenus à fabriquer un pansement perfectionné à partir de fibres de méduses, destiné aux patients qui souffrent des plaies les plus difficiles à soigner. "Le processus de guérison des plaies chroniques est bloqué au stade de l'inflammation et ne parvient pas à progresser", explique Roman Nudelman. "La chaire de méduse que nous utilisons pour nos pansements est destinée à régler ce problème.

Attirer les molécules nuisibles dans le bandage

Notre corps dispose d'un mécanisme en quatre étapes pour guérir les plaies: arrêt du saignement, inflammation, guérison et reconstitution de la peau. Chez les diabétiques, le processus est stoppé au niveau de l'inflammation, en raison du dérèglement de nombreuses cellules qui empêchent le collagène de reconstruire la base du tissu sain. "Il y a dans ces cellules trop de molécules qui décomposent le collagène, et donc dès que le corps commence à recréer sa structure de base, elles le décomposent de nouveau, et la plaie ne sort pas de l'état inflammatoire", explique Roman Nudelman. "C'est pourquoi les plaies chroniques ou les plaies infectées mettent tellement de temps à se guérir. "Le rôle principal de notre nouveau pansement est de prendre les protéines qui décomposent le collagène dans la plaie et de les attirer dans le bandage, afin que le corps puisse poursuivre son processus de guérison".

Shachar RichterDans le cadre de cette étude révolutionnaire, les chercheurs ont recueilli cet été près de 300 kilos de méduses, pêchées dans les environs de la Marina d'Herzliya. "Nous n'utilisons que le corps, ou cloche de la méduse en la débarrassant de la partie vénéneuse ", explique le Prof. Richter. Cette cloche contient deux protéines très importantes pour la guérison des plaies, la mucine et le collagène. Grâce à un processus d'électro-filtrage perfectionné, les chercheurs fabriquent une solution à partir de cette chaire pour produire des fibres avec lesquelles ils créent un bandage composé de quatre couches très fines, d'une épaisseur totale d'un dixième de millimètre.

De plus, ce pansement révolutionnaire peut être personnalisé: "Le processus de production particulier de ce pansement permet d'y intégrer des couches supplémentaires, et donc de l'adapter au patient lui-même", explique Roman Nudelman. "Le pansement adhère totalement à la plaie, sans laisser aucun espace non recouvert, mais ne colle pas dessus et on peut le retirer facilement".

Un pansement personnalisé

Le diabète se caractérise par un niveau élevé de sucre dans le sang suite à un manque partiel ou total d'insuline, qui agit comme un verrou sans lequel le sucre continue de circuler dans le système sanguin au lieu de pénétrer dans les cellules qui en ont besoin comme source d'énergie. Les bactéries profitent alors de ce sucre pour se multiplier beaucoup plus vite, et c'est l'une des raisons pour lesquelles les diabétiques ont plus de difficultés à combattre les infections. La multiplication des bactéries, de même que l'endommagement des petits vaisseaux qui caractérise également le diabète explique le temps prolongé que mettent ces plaies pour se guérir. Si elles ne sont pas traitées à temps, elles peuvent aller jusqu'à l'amputation d'un membre. Pour ces patients, la possibilité de disposer de bandages qui fonctionneront de manière rapide, efficace et personnalisée constitue une véritable avancée.

Le bandage a déjà été testé avec succès sur des petits et grands animaux et les essais cliniques sur des patients humains vont débuter dans les prochains mois. "Je pense que nous pourrons mener les premiers essais sur des personnes d'ici trois et six mois", a déclaré le Prof. Richter, actuellement en Australie, où sera effectuée une partie des essais cliniques parallèlement à ceux menées en Israël. "Nous espérons que ces essais seront aussi réussis que les précédents".

 

Pansement méduse

 

Crédit photo: Chaine 13 de la télévision israélienne.

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L’Université de Tel-Aviv et une entreprise de joaillerie mettent la plus petite Bible du monde dans un bijou

Le Centre des Nanosciences de l’Université de Tel-Aviv s’est associé à l’entreprise israélienne de joaillerie Tanaor pour insérer les 929 chapitres et psaumes de la Bible sur une minuscule puce électronique enchâssée dans un bijou pouvant être porté autour du cou.

TanaorD’après Yuval Kupitz, responsable des partenariats internationaux du Centre, "Cette collaboration est tout à fait particulière. La nanotechnologie est généralement utilisée dans des domaines tels que les capteurs intelligents, les médicaments, les appareils médicaux, l’électronique et l’optique. Nous nous sommes associés à une entreprise qui fabrique des produits de consommation. C’est une excellente occasion d’entrer dans un secteur traditionnel qui accroît sa valeur grâce à l’innovation".

La Bible toute entière sur une nano-puce

La nanotechnologie permet de réduire une quantité énorme d’information à des dimensions minuscules. C’est ce qu’ont fait les chercheurs du Centre lorsqu’ils ont concentré les 929 chapitres de la Bible sur une puce unique. Pour cela, ils ont utilisé un faisceau d'ions pour déloger les atomes du revêtement afin de façonner chacune des 1,2 million de lettres de la Bible sur la nano-puce.  Selon eux, la réalisation de cette ‘puce biblique’ nécessite sept étapes distinctes, dont l'exposition aux ultraviolets, jusqu’à la métallisation finale. Des copies uniques sont ensuite découpées dans la feuille de silicone à l’aide d’une scie diamantée pour en faire des puces individuelles. Enfin, chaque puce est incorporée à un bijou.

Bible nanoLes chercheurs effectuent des tests d'assurance qualité et utilisent des méthodes de numérisation sophistiquées pour garantir l'authenticité du produit final. La nano-puce est si minuscule et les lettres si minutieuses qu'on ne peut voir l’écriture qu'en utilisant des microscopes professionnels avec un grossissement par 100, principalement disponibles dans les laboratoires des universités et des musées.

Tanaor est une entreprise israélienne de bijouterie établie depuis 1946, appartenant à la famille Moldawsky. Il y a un peu plus de deux ans, Magali Moldawsky et sa mère Aviva ont pris contact avec les chercheurs du Centre des nanosciences et de nanotechnologie de l'UTA, pour envisager la possibilité de combiner science, technologie et innovation avec l'artisanat traditionnel, dans le but de créer une ligne de ‘bijoux spirituels’, procurant à la personne qui les portent une "expérience émotionnelle spéciale" et un "sentiment de protection".

Magali, titulaire d’une licence en droit et économie de l'Université de Tel-Aviv,  explique que le concept qui sous-tend les collections de Tanaor est d’exposer et de connecter des mondes, en utilisant les avancées de la technologie pour intégrer l’histoire de la Bible dans la vie de tous les jours.

Le premier nano centre en Israël

Chaque pièce est accompagnée d’un certificat d’authenticité délivré par le Rabbin Elihu Shannon, expert reconnu dans le domaine, et vérifié par le Dr. Youri Borisenkov de l’Ecole d’ingénierie mécanique de l’Université de Tel-Aviv, pour confirmer que la puce contient bien l’ensemble du texte biblique.

La ‘nano-Bible’ réalisée à l’Université de Tel-Aviv est intégrée dans un  assortiment de bijoux pour hommes et femmes, répartis en neuf collections, comportant des pendentifs représentant des symboles comme l'arbre de vie ou l'étoile de David, ou des motifs en forme de fleurs, de clé, d’ailes d’ange etc., des colliers de mots, des bracelets en cuir et autre. Leur prix varie de 80 à 4 000 dollars. Ils sont vendus dans des musées, tels que le Musée de la Bible à Washington ou le Musée d’Israël à Jérusalem, sur les lignes d’El Al et par Internet.

Le Centre des nanosciences et de nanotechnologie de l'Université de Tel-Aviv est le premier institut du genre en Israël. Fondé en 2000, il fournit des services de nanotechnologie au marché commercial dans divers domaines et dessert plus de 50 groupes de recherche et  40 entreprises auxquels il donne accès à des équipements et des services avancés de recherche et développement.

Un centre plus important et plus ambitieux, dont la construction sur le campus sera assurée par l’architecte français Michel Rémon, ouvrira ses portes en 2020.

Nano building580

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Le nouveau Centre de nano-technologie de l'Université de Tel-Aviv sera construit par un architecte français

Le studio de l'architecte français Michel Rémon a été choisi parmi 128 autres bureaux d'architecture du monde entier pour construire le nouveau Centre de recherche en Nanosciences et Nanotechnologies qui sera érigé sur le campus de l'Université de Tel-Aviv. Le projet français a été choisi pour sa compréhension du contexte architectural local, y compris le caractère de la ville de Tel-Aviv et du campus de l'Université, et pour ses plans qui reflètent l'esprit scientifique, technologique et innovant du nouveau centre et du campus. La construction devrait être achevée en 2020.

Nano-building580Le nouveau bâtiment servira de lieu de travail à 120 scientifiques et ingénieurs. Il comprendra 12 laboratoires de recherche, des bureaux et des espaces publics répartis sur trois étages et sera conçu selon les techniques les plus avancées de construction écologique, de façon à permettre une exploitation optimale de la lumière et la ventilation naturelles. Sur son toit seront installés des panneaux solaires et il comprendra également un système de collecte des eaux pluviales.

Le Président de l'Université, le Prof. Joseph Klafter, a déclaré que "le choix du projet reflète la synergie entre les besoins techniques de la recherche, et notre désir d'offrir un environnement de travail ouvert et accueillant. Je ne doute pas que le nouveau bâtiment contribuera à promouvoir l'excellence de la recherche et la coopération internationale".

Le studio Michel Rémond est un bureau d'architecte expérimenté dans la conception de bâtiments technologiques de haut niveau. Il a conçu, entre autres, le Centre National de la Recherche en Nanosciences et Nanotechnologie du CNRS près de Paris, les laboratoires de physique et biologie de l'Ecole Polytechnique à Palaiseau, l'Institut national pour l'énergie solaire en Savoie et le Centre de Recherche Paris-Saclay. "Nous aimons le défi qui existe dans les endroits où la science rencontre l'effort et le progrès humain", a déclaré l'architecte Alexis Peyer du Studio Michel Rémond. "L'aspect  le plus difficile et intéressant de ce projet a été de concevoir un bâtiment à la fois très technique à des fins de recherche scientifique, tout en respectant  la nécessité de l'adapter à l'architecture forte et iconique du campus de l'Université de Tel-Aviv."

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Un patch électronique développé à l'Université de Tel-Aviv pour lire les émotions et améliorer les processus de traitement et de réadaptation

Le Prof. Yael Hanein, directrice du Centre de nanoscience et nanotechnologie de l'Université de Tel-Aviv, a mis au point une étiquette autocollante innovante, posée sur la peau comme les tatouages temporaires pour enfants, qui suit l'activité électrique des muscles pendant plusieurs heures. Le nouveau patch, facile à utiliser, accessible à tous et qui n'interfère pas avec les activités quotidiennes de l'utilisateur, pourra permettre de cartographier les émotions mais aussi d'améliorer les processus de soins et de réadaptation.

EtiquetteHaneinL'étude, réalisée dans le cadre d'un projet européen avec le soutien partiel du consortium pour la recherche technologique pour le traitement des maladies du cerveau (BSMT) du Ministère israélien de l'Economie a été présentée cette semaine dans le cadre d'un atelier de recherche international en nano-médecine à l'Université de Tel Aviv.

Selon le Prof. Hanein, le nouveau patch développé à l'Institut de nanotechnologie de l'Université de Tel-Aviv, rend inutile l'emploi du gel froid et collant utilisé pour augmenter la conductivité des électrodes lors des examens médicaux basés sur le processus d'enregistrement de signaux électriques à la surface de la peau, comme les électrocardiogrammes, par exemple. L'étiquette électronique repose sur une combinaison surprenante de nanotechnologie avancée et d'un produit le plus élémentaire possible : les tatouages temporaires utilisés par les enfants. "Nous nous sommes basés sur les matériaux disponibles et des méthodes conventionnelles d'impression industrielle, afin de raccourcir autant que possible le processus de développement" explique le Prof. Hanein.

Une application possible importante du patch, actuellement en cours de développement, est la cartographie des émotions. "La capacité à identifier et à cartographier les émotions des personnes possède de nombreuses utilisations potentielles", explique le Prof.  Hanein. "Annonceurs, enquêteurs, journalistes, tout le monde veut tester les réactions des individus à des produits ou à des situations différentes. Actuellement, en l'absence d'outils de mesure scientifiques précis, on se base essentiellement sur des questionnaires subjectifs. En parallèle de nombreux chercheurs dans le monde tentent de développer des méthodes pour identifier les émotions en analysant les expressions faciales, principalement basées sur l'analyse de photos du visage à l'aide de logiciels intelligents. Notre patch peut fournir une solution simple et pratique: le suivi des expressions et des émotions par les signaux électriques reçus par les muscles du visage ".

De la cartographie des émotions au fonctionnement des prothèses

Selon elle, une part de l'expression des émotions chez les adultes est spontanée et sincère, et une autre forcée ou falsifiée. "La capacité de cartographier un sentiment est un outil dont on se sert beaucoup en psychologie. Par exemple, l'absence d'expression d'empathie dans des situations qui l'appellent est un signal alarmant".

EtiquetteMais selon le Prof. Hanein, le patch innovant est susceptible d'avoir également de nombreuses autres applications. Une étude récemment lancée avec des chercheurs de l'hôpital Ichilov de Tel-Aviv l'utilise pour suivre l'activité musculaire chez les patients atteints de maladies neurodégénératives et souffrant de troubles moteurs, à l'état de veille et pendant le sommeil. Dans le secteur des transports, il sera possible de surveiller les paramètres physiologiques indiquant la vigilance des conducteurs, en fixant l'étiquette sur certains muscles. Dans celui de la réadaptation, elle pourra aider les patients souffrant de lésions cérébrales à améliorer le contrôle de leurs muscles, et les personnes ayant subi l'amputation d'un membre à adapter leurs prothèses aux muscles existants. Elle pourra en outre permettre aux chirurgiens de surveiller l'activité cérébrale et la sensibilisation des patients  lors des opérations du cerveau.

Le patch est composé de trois éléments: des électrodes de carbone, une surface collante qui sert à faire adhérer le tatouage temporaire à la peau, et un revêtement en polymère conducteur à la structuration nano-topographique permettant les performances des électrodes. "Le résultat est une étiquette électronique efficace, qui enregistre un signal stable et fort pendant des heures, sans être irritante pour la peau. Pour l'utilisateur, c'est un simple patch qu'il colle sur lui à l'endroit approprié, et oublie. Il peut dès lors continuer ses activités habituelles, pendant que l'autocollant mesure et enregistre l'intensité de son activité musculaire ".

Le patch innovant a été présenté pour la première fois dans le cadre d'un atelier de recherche international dans le domaine de la nano-médecine, qui s'est tenu à l'Université de Tel Aviv du 19 au 23 juin, et auquel ont participé des dizaines de doctorants et chercheurs des plus grandes universités du monde, dont Harvard, Carnegie Mellon, l'Université de Chicago et l'Université du Michigan, ainsi que des institutions de recherche importantes en Israël et en Italie.

Les sujets débattus dans ce cadre incluaient la cicatrisation des plaies, les supports de médicaments, les capteurs, implants robotisés, dispositifs sensoriels, dispositifs nanométriques et périphériques d'impression de tissus organiques en trois dimensions. L'atelier a été financé en grande partie par une subvention de l'IEEE (Institut des Ingénieurs électriciens et électroniciens), la principale organisation américaine dans le domaine de l'ingénierie électrique.

 

Sur la photo du haut: le Prof. Yael Hanein faisant une démonstration du patch.

 

Cet article a été publié sur Siliconwadi.fr sous le titre "Le patch électronique israélien pour lire les émotions"

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Une nanotechnologie de l'Université de Tel-Aviv va transformer vos écrans

Une équipe de chercheurs sous la direction du Prof. Gil Markovitz, directeur de l'Ecole de chimie de l'Université de Tel-Aviv, a développé un matériau flexible composé de fils nanométriques d'or et d'argent, à la fois transparents et conducteurs d'électricité, idéal pour revêtir les écrans des smartphones, des ordinateurs ou des téléviseurs, les rendant à la fois plus souples et plus résistants, et ce à moindre coût.

GilMarkovitzL'innovation, susceptible de créer une révolution sur le marché des écrans dans l'avenir, sera présentée pour la première fois dans le cadre de la Conférence "Nano-Israël 2016" qui se déroulera les 22 et 23 février à l'Université de Tel-Aviv.

Une grande nouvelle pour l'industrie des écrans et les consommateurs

La nouvelle révolution dans le domaine des écrans est déjà là: le groupe de recherche du Prof. Gil Markovitz a développé un revêtement innovant pour écrans fait de fines couches de nano-fils d'or et d'argent, idéal pour les écrans flexibles et adaptés aux technologies de l'avenir comme les écrans transparents.

nanowire"Je suis fier d'être à l'origine d'une innovation de nanotechnologie chimique qui possède tant d'applications pratiques" a déclaré le Prof. Markovitz. "La souplesse et le processus de production simple de ces couches est une grande nouvelle pour l'industrie des écrans et pour les consommateurs".

Les nano-fils métalliques conducteurs d'électricité qui s'assemblent en couche mince et transparente possédant à la fois la résistance du verre et la flexibilité du plastique vont constituer la base des écrans tactiles de la prochaine décennie. Le Prof. Markovitz et son équipe sont arrivés à combiner des fils d'argent et d'or, dont les propriétés conductrices sont connues, pour créer un écran d'affichage flexible, stable et net, qui sera moins fragile que les écrans actuels, et moins couteux.

"Les fils nanoscopiques d'or et d'argent semblent très éloignés les uns des autres, mais ils s'assemblent en fait étroitement pour former une sorte de feuille semblable au plastique. L'or est important pour le processus chimique particulier d'auto-assemblage nécessaire à la croissance des nano-fils; il est également plus résistant à l'oxydation que l'argent" explique le Prof. Markovitz.

La touche d'or du Prof. Markovitz

Les écrans actuels de téléphone utilisent le verre et un certain composé appelé oxyde d'indium-étain (OIT), matériau rare dans la nature et dont le prix monte régulièrement. C'est pourquoi les producteurs lui cherchent aujourd'hui des alternatives, et certaines compagnies ont déjà commercialisé des nanofils d'argent. Mais c'est la "touche d'or" du Prof. Markovitz qui fait la différence. L'or pur est hautement conducteur et extrêmement malléable. Les brins d'argent (90% du matériau) renforcent l'or (10%), qui empêche l'argent de se ternir, ou de s'oxyder.

NanofilsorargentMalgré l'utilisation de cette "touche d'or", le coût de production de ce nouveau matériau est censé être beaucoup plus bas que les solutions existant actuellement sur le marché. De plus, son processus de production révolutionnaire, basé sur l'auto-organisation des composants à l'intérieur du catalyseur liquide dans lequel croissent les nano-fils, rendu possible par l'utilisation de l'or, est particulièrement aisé et pratique.

Le projet du Prof. Markovitz en est à sa phase de démarrage, mais il intéresse déjà des entreprises géantes comme BASF et 3M. Son équipe de recherche a également obtenu un accord de travail avec la société sud-coréenne Nepes pour développer un revêtement conducteur transparent pour écrans plats.

La Conférence "Nano Israël 2016" lors de laquelle sera présentée cette nouvelle technologie est un congrès international présentant les principales innovations en nanotechnologie développées en Israël et leur potentiel commercial dans les domaines des matériaux, de la médecine, des applications mobiles, de l'aérospatiale, des semi-conducteurs, et autres industries innovantes. Elle réunira des investisseurs en capital-risque, des représentants de fondations institutionnelles et privées, des industriels, des responsables gouvernementaux ainsi que des universitaires et des chercheurs en provenance d'Israël et du monde entier.

 

Cet article est paru sur Siliconwadi.fr sous le titre: "L'écran du futur sera israélien"

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