Deux chercheurs de l’Université de Waterloo appliquent leurs travaux en microfluidique afin d’aider les survivantes du cancer du sein à traiter les effets secondaires des traitements.

M. Run Ze Gao et Mme Carolyn Ren, PhD, ont élaboré un manchon de massage pneumatique portable de nouvelle génération pour les patientes ayant des lymphœdèmes liés au cancer du sein. Ceux-ci sont causés par une accumulation de liquide dans le bras qui engendre une enflure et, au fil du temps, une douleur accrue et un handicap. L’état est souvent chronique et affecte plus de la moitié des survivantes du cancer du sein dont des ganglions lymphatiques ont été retirés ou endommagés au cours de leur traitement contre le cancer du sein.

M. Gao et Mme Ren indiquent que leur manchon est plus léger et moins contraignant que les systèmes encombrants utilisés actuellement pour masser les bras des personnes atteintes de lymphœdèmes. Le manchon vise à faire circuler l’excès de liquide au travers des vaisseaux lymphatiques des patientes.

Le système lymphatique, un composant du système immunitaire, est un réseau de petits organes en forme de haricots appelés ganglions lymphatiques. Il transporte la lymphe, un liquide transparent et riche en protéine, partout dans le corps. Ce système permet d’évacuer les déchets et aide à combattre les infections. Lorsque des ganglions lymphatiques sont retirés au cours d’une intervention chirurgicale contre le cancer du sein ou endommagés par la radiothérapie, ils peuvent entraver la circulation du liquide lymphatique, qui s’accumule alors dans le bras affecté.

Mme Ren est professeure au département de génie mécanique et mécatronique de l’Université de Waterloo ainsi que directrice du Laboratoire de microfluidique de Waterloo. M. Gao est étudiant postdoctoral dans son laboratoire.

Ils ont collaboré avec des kinésiologues (M. Clark Dickerson, PhD, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur le fonctionnement de l’épaule, et son étudiante au doctorat et thérapeute certifiée en lymphœdème, Mme Jacqueline Kormylo) qui travaillent avec des patients aux prises avec des lymphœdèmes. Des études indiquent que les patientes considèrent leur état comme démoralisant, défigurant et handicapant. La condition peut également mener à des infections.

Il existe plusieurs traitements possibles, notamment le drainage lymphatique manuel, une procédure réalisée par des thérapeutes certifiés en lymphœdème, ou le massage mécanique visant à déplacer le liquide vers le haut et le faire circuler dans le système lymphatique. Les dispositifs de pointe actuels pour le traitement à la maison pèsent plusieurs kilogrammes, coûtent des milliers de dollars et requièrent que la patiente demeure au même endroit. La recherche a montré que plusieurs femmes avec des lymphœdèmes n’utilisent pas ces dispositifs, car ces derniers sont contraignants et inconfortables.

Le but de Mme Ren et de M. Gao était de mettre au point un manchon de massage pneumatique actif plus léger, portatif, moins cher et plus efficace. Ils espéraient ainsi créer un appareil confortable pouvant s’utiliser en déplacement.

« Il a été gratifiant de travailler sur une problématique médicale affectant de nombreuses femmes déjà aux prises avec les difficultés d’un traitement contre le cancer du sein. »

Leur dispositif utilise une série de ballons qui sont gonflés selon des séquences prédéfinies similaires à un massage pour déplacer le liquide vers le haut du corps et l’empêcher de redescendre. L’appareil imite le drainage lymphatique manuel.

« La microfluidique a toujours été utilisée dans la recherche pharmaceutique et la découverte de médicaments, dans les domaines de la chimie ainsi que pour créer des laboratoires sur une puce. Nous avons utilisé les fondements et les techniques de fabrication de la microfluidique pour miniaturiser la boîte de commande. Nous souhaitions le même rendement que les gros appareils de pointe existants, mais sous la forme et l’apparence d’un manchon que les patientes seront disposées à porter », a indiqué M. Gao.

« Nous l’avons rendu confortable, élégant et à la mode », a-t-il ajouté.

Leur prototype pèse à peu près autant qu’un téléphone intelligent et devrait coûter environ 250 $, beaucoup moins que les appareils actuels qui se vendent à plus de 1 000 $, précise M. Gao.

L’an dernier, Mme Ren et lui ont démarré une entreprise, Air Microfluidic Systems. Plus tôt cette année, ils ont gagné 50 000 $ dans le cadre du concours d’argumentaires de vente Falcons’ Fortunes sur les innovations contre le cancer hébergé par FACIT, la passerelle vers la recherche contre le cancer en Ontario.

Ils soulignent que CMC Microsystèmes les a aidés à accéder à des logiciels de simulation et de conception.

« Grâce à CADpass, nous avons accès aux logiciels COMSOL, SolidWorks et Altium, que nous utilisons tous les jours pour améliorer nos systèmes microfluidiques », indique M. Gao.

Les deux chercheurs disent qu’il a été gratifiant de travailler sur une problématique médicale affectant de nombreuses femmes déjà aux prises avec les difficultés d’un traitement contre le cancer du sein. Ils raffinent maintenant le prototype avec l’aide de collègues qui travaillent avec des patientes atteintes de lymphœdèmes.

« J’espère que nous pourrons aider des gens », conclut Mme Ren.

juillet 2021