La biopile enzymatique à glucose/oxygène: Quelques nuances de Grays

> Une biopile enzymatique implantable est un dispositif produisant du courant uniquement à partir du glucose et de l'oxygène naturellement et constamment présents dans l'organisme. Les enzymes présentes aux électrodes oxydent le glucose et réduisent l'oxygène, ce qui génère un flux d'électrons dans un circuit électrique associé. Cette microcentrale électrique, qui peut fournir une tension de presque un volt, pourra alimen-ter sur une longue période la future génération de robots implantables. Tout dispositif médical implantable doit être stérilisé avant son implan-tation. Comme le principe actif de cette biopile est composé d'enzymes, la question de la stérilisation de ce nouveau type de dispositif s'est posée. < pacemaker [2]. Notre équipe a récemment implanté chez le rat une bioélectrode modifiée qui a conservé son activité après une durée de 167 jours [3]. Utilisation de l'ionisation pour la stérilisation du dispositif L'implantation d'un dispositif médical électronique alimenté par une biopile pose le problème de sa stérilisation. Pour les applications contenant du matériel biologique, ce qui est le cas de la biopile enzy-matique, l'autoclavage est proscrit car les enzymes sont dénaturées par la chaleur. Deux types de stérilisation à froid restent alors pos-sibles : l'une utilisant le peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2) sous vide d'air, l'autre les radiations ionisantes. La stérilisation au H 2 O 2 est un procédé couramment utilisé dans les hôpi-taux pour les dispositifs médicaux implantables. Malheureusement, la structure des bioélectrodes est fortement dégradée sous l'effet du vide partiel. De plus, les enzymes sont presque totalement inactivées par la dose d'agent oxydant. Nous nous sommes donc intéressés à la stérilisa-tion via les rayonnements ionisants (RI). L'action des RI sur la cellule a été théorisée il y a un siècle grâce aux travaux de Marie Curie [4] et s'utilise couramment lors des traitements en radiothérapie. La réponse cellulaire aux RI permet d'appréhender les mécanismes de radio-sensibilité [5] (➜) et d'optimiser les traitements (radiothérapie FLASH [6]) (➜). Qu'est-ce qu'une biopile implantable ? La biopile enzymatique implantable que nous dévelop-pons permet de générer de l'énergie électrique grâce à des enzymes immobilisées sur des électrodes, à par-tir de glucose et d'oxygène, substrats présents dans l'organisme et potentiellement inépuisables. Tant que les enzymes fonctionnent, et que les substrats diffusent librement, il est possibl