Projet ANR-15-CE19-0025 – PIEZOBIO : Développement de solutions piézoélectriques pour la génération de plasmas froids à applications biomédicales
Programme : Technologies pour la santé (DS0413) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Francois PIGACHE (Laboratoire Plasma et Conversion d'Energie)
Montant : 465870.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 36 mois
Résumé : Ce projet a pour objectif l’étude et le développement d’une solution technologique faisant appel aux matériaux piézoélectriques pour la génération de décharges plasmas à pression réduite ou atmosphérique. La réalisation envisagée s’attèle à répondre aux besoins spécifiques de décontamination du matériel médical et plus particulièrement le matériel à corps creux tels que les endoscopes ou cathéters.
Le domaine biomédical s’intéresse activement depuis plusieurs décennies aux plasmas froids en raison de ses propriétés non-thermiques et réactives qui leur permettent d’interagir à la fois avec des tissus vivants, des cellules et des bactéries. Le plasma froid est une solution efficace,  indolore dans le cas des traitements directs des cibles médicales et également utilisée pour le traitement de surfaces sans en dégrader les caractéristiques essentielles. Ainsi, le plasma froid peut être appliqué à la décontamination de haut niveau, notamment des matériaux thermosensibles, permettant de se substituer à l’usage de certains produits toxiques tout en limitant les manipulations superflues.
En dépit des preuves d’efficacité de la technologie plasma pour le traitement de décontamination/stérilisation et les nombreux travaux académiques consacrés à la compréhension et à l’amélioration du processus, les solutions industrielles peinent à voir le jour. A l’heure actuelle, il n’existe réellement qu’un seul équipement industriel faisant intervenir des décharges plasmas au cours du processus de stérilisation. 
Si des études se consacrent effectivement à la dimension électrique des générateurs, leur architecture comme voie d’amélioration est peu traitée, notamment pour les dispositifs de petite taille (à usage manuel ou de type endoscopique). Les besoins de fortes tensions, d’intégration, de fortes densités électroniques, associés à des contraintes opérationnelles inhérentes au milieu médical peuvent restreindre les techniques conventionnelles de génération.
Devant ces contraintes techniques et face à la demande de solutions spécifiques au traitement des systèmes endoscopiques, la génération de décharges plasmas par effet piézoélectrique constitue une alternative technologique tout à fait séduisante et originale. Les caractéristiques propres de cette solution telles que la basse tension d’alimentation, son comportement diélectrique, la capacité de miniaturisation, ou encore la commandabilité, la prédisposent favorablement au domaine visé. L’aptitude à la génération de ces matériaux piézoélectriques est connue depuis longtemps et mise à profit dans des systèmes d’allumage élémentaires (allume-gaz). Il s’agit à présent de tirer profit de cette technologie pour maintenir un gaz environnant dans un état de plasma froid aux propriétés biocides.
Les études technologiques préliminaires menées ces dernières années au sein du laboratoire porteur du projet ont permis de souligner deux points techniques majeurs : le design des transformateurs piézoélectriques et leur stratégie d’alimentation. Ces deux aspects constituent les cœurs de cible académique de ce projet collaboratif auquel il faudra associer la vérification des performances biocides. 
Associés aux partenaires industriels Anios et Sinaptec, ce consortium a pour ambition d’engager le développement d’une solution pour s’affranchir des limites courantes lorsqu’il s’agit de la décontamination de matériels thermosensibles, à corps creux, débouchant ou non. Il s’agit à proprement parler des systèmes endoscopiques dont les avantages de diagnostic et thérapeutique ne peuvent souffrir de risques de contamination nosocomiale.
 Le développement pratique du projet sera également guidé par la réalité du terrain hospitalier, de sorte qu’il faille aboutir à une solution de traitement rapide et efficace, facilement utilisable pour les applications cliniques et biomédicales, accessible à tous et libre d’utilisation, contrairement à des solutions existantes légalement contraignantes.