Un éclairage anti-douleur

Un éclairage anti-douleur

Des chercheurs de l’école de médecine de l’Université de Washington à Saint-Louis ont développé un petit appareil 1, souple, implantable dans le corps, destiné à terme à supprimer la douleur.

Ils utilisent l’optogénétique, une méthode qui associe l’optique à la génétique pour mieux connaître les mécanismes de la douleur.

Ils ont modifié l’ADN de souris pour qu’elles aient des protéines sensibles à la lumière dans certaines de leurs cellules nerveuses. Grâce à ce changement, les cellules nerveuses peuvent être stimulées ou au contraire bloquées par la lumière. Ils ont ensuite implanté des LED qui éclairent ces cellules.

Le dispositif implanté soit sur le nerf sciatique, soit dans l’espace que l’on appelle péridurale dessus de la moelle épinière permet d’arrêter la douleur avant qu’elle n’atteigne le cerveau.

Le fauteuil roule à l’innovation

Le fauteuil roule à l’innovation

Comme dans un fauteuil

fauteuildhierEn Chine, 525 av. J.-C, apparait sur une gravure le premier fauteuil roulant. En 1783, John Dawson de Bath en Angleterre, invente une chaise roulante nommée Bath, sa ville d’origine. Mais le confort était un peu primitif. Au fil du temps, il s’améliore.

Softwheel, une entreprise israélienne a mis au point une roue antichoc qui améliore à la fois le confort et les performances. Cette roue utilise trois cylindres de compression qui absorbent les chocs avant qu’ils ne soient transférés au conducteur. Concrètement, cela signifie que les utilisateurs peuvent traverser des escaliers et des trottoirs presque aussi facilement que glisser le long d’une rampe.

Le fauteuil est dans l’escalier

Les fauteuils deviennent plus performants. Ils montent les escaliers.

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Des étudiants de l’Institut fédéral suisse de technologie de Zurich ont créé un fauteuil roulant permettant aux personnes à mobilité réduite de monter et descendre les escaliers. Ce fauteuil roulant a deux grandes roues et une chenille en caoutchouc. Un système Segway équilibre les roues principales. Pour la montée d’escaliers, la chenille prend le relais.

Une affaire qui tient la rampe

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Lors d’un concours jeune talent, Florian Jarrot a conçu OKI », une rampe d’accès portable qui permet de franchir des petites marches (de 5 à 7 cm de hauteur). L’objet pourrait se commercialiser au prix de 60 euros. Cet objet permettra aux personnes handicapées de ne plus patienter sous la pluie en attendant deux morceaux de bois soient installés.

Les fauteuils connectés

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L’institut Fraunhofer et le fabricant de technologie médicale Otto Bock ont conçu un fauteuil roulant connecté. Leur mobile est relié par Bluetooth au système de commande du fauteuil. Le dispositif évalue l’état du fauteuil. Les personnes handicapées entrent leur parcours et ils savent si la batterie tiendra le choc. Les utilisateurs ont accès à des itinéraires accessibles en fauteuil.

stefanAtteint d’une sclérose latérale amyotrophique, le physicien Stephen Hawking teste la Connected Wheelchair un fauteuil roulant connecté capable de se déplacer de manière autonome. Des capteurs embarqués et des outils de géolocalisation permettent de reconnaître les trajets, d’anticiper les obstacles.
Les chercheurs de l’université Wake Forest, en Caroline du Nord, ont également mis au point une application qui collecte des données sur les lieux visités par l’utilisateur. Ces informations favorisent les déplacements ultérieurs.
Cerise sur le gâteau, des capteurs intégrés enregistrent la température, les battements du cœur et la tension de la personne. Les informations sont transmises au médecin.

 

 

L’adaptation aux handicaps

La langue aux commandes

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L’institut de technologie de Géorgie propose de télécommander le fauteuil avec la langue. Baptisé « Tongue Drive System », ce dispositif est installé dans la bouche de la personne handicapée : une série de capteurs magnétiques sont disposés sur les dents du handicapé moteur, tandis qu’un autre capteur magnétique est placé sur sa langue, qui agit alors comme un joystick : un mouvement de la langue à droite active les senseurs de droite, qui envoient les informations à un iPhone, glissé dans l’un des bras du fauteuil roulant électrique.

La pensée aux manettes

penseeeeDes étudiants d’Esme Sudria ont réalisé Neuromov un fauteuil commandé par la pensée. Les ondes cérébrales sont captées par un casque casque EEG (pour électro-encéphalogramme) et transmises aux systèmes de commande du fauteuil.

 

 

 

Des handicapés debout

Les handicapés debout pourront bientôt faire les 100 pas en fauteuil.

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Le Marioway s’inspire du Segway pour proposer un fauteuil qui met l’utilisateur en posture debout. Cette ergonomie bénéficie à l’ensemble du squelette et des fonctions corporelles (moindre compression du diaphragme, meilleure circulation sanguine, etc.). Comme l’utilisateur n’utilise pas les mains ou les bras pour manœuvrer le Marioway, la capacité de mobilité est accrue.
L’engin est personnalisable en fonction du handicap et surtout de la morphologie de l’utilisateur : asymétries éventuelles des membres, taille de l’humérus et du tibia, poids et capacité de maintien, etc.

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Dans le même esprit, on trouve le Nino robotics créé par Pierre Bardina paraplégique suite à un grave accident de plongée sous-marine.
Conçu, désigné, fabriqué et assemblé en France (Lit et Mixe, Landes), Nino utilise aussi le principe du gyropode. On se penche vers l’avant pour avancer, vers l’arrière pour ralentir ou freiner, et utiliser le guidon pour tourner. Tout cela sur la plupart des revêtements, sable, neige et terre inclus et dans les pentes jusqu’à 20 %.

exmovereExmovere propose un véhicule qui permet aux personnes amputées de se tenir et déplacer debout.

 

Promenons-nous dans les bois

La société suédoise Zoomability a mis au point un fauteuil électrique tout terrain.

Un fauteuil-poussette

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Quand elle avait 5 ans, Sharina Jones a reçu une balle et perd l’usage de ses jambes. 30 ans plus tard, alors qu’elle attend son premier enfant, elle est mise en relation avec Alden Kain. Ce lycéen de Détroit conçoit un fauteuil avec siège-bébé intégré !

 

Un jean pour fauteuil

Heidi McKenzie, une jeune paraplégique américaine paraplégique a créé une gamme de jeans spécialement conçue pour les personnes se déplaçant en fauteuil roulant. Poches inaccessibles (devant) ou inutiles (à l’arrière), ceintures non élastiques, coupes trop courtes, les traditionnels étant peu adaptés.
Les poches sont sur les genoux, la ceinture est adaptable, des poignets ont été rajoutés pour aider à s’habiller et un accès médical pour les cathéters a été inséré au niveau du zip.

Des parcours en open source

L’association Tiriad et la Cantine numérique ont développé une carte de la mobilité en open source. Les Brestois identifient les équipements qui permettent aux personnes en fauteuil de se déplacer. Ils repèrent par exemple, les passages piétons sur lesquels le trottoir a été abaissé pour permettre aux fauteuils de circuler ou encore les itinéraires suivis par une piste cyclable.
Les données sont mises en ligne sur OpenStreetMap, un wiki de données géographiques similaire à Google Maps.

 

Le fauteuil embarque

Sortir du fauteuil, s’installer au volant, plier le fauteuil, le ranger… Et si on supprimait ces moments pénibles.

scooter
Éric Pommier a inventé un scooter qui peut rouler sans avoir à quitter son fauteuil roulant. Ce scooter à trois roues comprend une plateforme assez large pour accueillir le fauteuil. Les portes se transforment en rampe d’accès. Le moteur allumé, un système hydraulique surélève l’engin d’une vingtaine de centimètres.

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Kangaroo est une voiture électrique qui accueille en son sein un fauteuil roulant manuel ou électrique. Par une rampe inclinée, le conducteur pénètre par l’arrière du véhicule, largement béant, et vient se placer devant le poste de conduite sans avoir à opérer de transfert. Un système de verrouillage fixe le fauteuil au sol.

Mon fauteuil dans ta voiture

Charlotte de Vilmorin a créé Wheeliz, un service de location de véhicules adaptés entre particuliers. Le propriétaire d’une voiture aménagée loue son véhicule à une autre personne en fauteuil. Le service permet de gérer la pénurie et le prix excessif d’un véhicule aménagé chez les loueurs traditionnels.

Plein la vue

Plein la vue

 

De l’œil bionique aux implants… La recherche médicale progresse sur plusieurs pistes prometteuses pour combattre les maladies de la rétine. Des scientifiques essayent d’en mettre plein la vue avec un liquide permettant de voir dans le noir ou des lentilles permettant de zoomer.

Un œil bionique

La « rétine artificielle » permet à des personnes ayant perdu la vue de recouvrer des perceptions visuelles. Il en existe trois modèles dans le monde, mais un seul, l’Argus 2 de la société américaine Second Sight, dispose à ce jour d’une autorisation commerciale en Europe pour les patients atteints de rétinite pigmentaire. Il est proposé à 36 patients français dans le cadre du forfait innovation. L’opération chirurgicale et le suivi médical reviennent à 96.000 euros par personne.

Ces dispositifs se décomposent en trois parties : un implant composé d’électrodes, fixées au niveau de la rétine à l’intérieur de l’œil et invisible de l’extérieur, un processeur de la taille d’un téléphone portable et une monture de lunettes sur laquelle est fixée une minicaméra. Les images saisies par la caméra sont retraitées par le processeur, qui commande des impulsions électriques à l’implant. Le signal électrique est ensuite interprété par le cerveau. «

La fin de la presbytie

Des chercheurs américains ont réussi à mettre au point de minuscules implants capables de restaurer la vision chez des personnes atteintes de presbytie. Baptisé Raindrop, l’implant rend le port de lunettes inutile. L’implant se pose dans l’œil. Il est constitué d’hydrogel, une substance composée à 80 % d’eau qu’on retrouve également dans les lentilles. Il augmente la courbure de la cornée et permet ainsi à l’œil de faire à nouveau une mise au point correcte.

Voir dans le noir

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Un groupe de scientifiques amateurs a mis au point un produit capable d’améliorer la vision nocturne après avoir été appliqué sur les yeux. Un groupe de biohackers californiens connu sous le nom de Science for the Masses, a testé le produit. Après en avoir reçu sur les yeux, le cobaye a pu voir dans le noir des formes que les autres ne pouvaient pas distinguer.
Le secret de l’invention porte le nom de chlorine e6 (Ce6), un dérivé de la chlorophylle, le pigment qui donne aux feuilles leur couleur verte significative. Les propriétés de cette molécule sur la vision sont connues depuis longtemps.

Des lentilles de contact avec zoom incorporé

Un chercheur de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne travaille sur une lentille de contact dotée d’un zoom contrôlable par un clignement d’œil.
Ces lentilles fonctionnent en coordination avec une paire de lunettes. Pour passer en mode agrandi, l’utilisateur cligne d’un œil afin que les lunettes activent un filtre polarisé qui va orienter la lumière vers la partie télescopique des lentilles. Un clignement avec l’autre œil coupe le filtre et rétablit la vision normale.

Les puces remplaceront-elles les médicaments ?

Les puces remplaceront-elles les médicaments ?

Les implants thérapeutiques sont de plus en plus nombreux. Ils soignent et soulagent des douleurs. Demain, ils assureront la contraception et permettront de bronzer sans soleil.  

Parkinson

La maladie de Parkinson touche 130 000 personnes en France et près de 6 millions dans le monde. Pour soulager les symptômes de la maladie, les équipes de neurologues du CHU de Grenoble travaillent sur la stimulation cérébrale profonde. Cette thérapie révolutionnaire a été mise au point dans les années 90 par le Professeur Alim-Louis Benabid.

Migraines

L’implantation d’électrodes est utilisée pour soigner des patients atteints de migraines chroniques. La douleur est soulagée grâce à la stimulation d’un nerf spécifique, situé à l’arrière de la tête.

Cancer

L’implant Gliadel, commercialisé par la compagnie pharmaceutique Eisai, est un traitement d’appoint à la chirurgie chez les patients atteints d’un glioblastome multiforme récurrent, une grave forme de cancer du cerveau. Cet implant libère la chimiothérapie directement dans la région du cerveau où la tumeur se développe.

Épilepsie

Des chercheurs australiens ont mis au point un implant cérébral qui pourrait permettre de prévoir certaines crises d’épilepsie en analysant les signes avant-coureurs de ces « orages » qui affectent le cerveau. Le professeur Cook de l’Université de Melbourne souligne qu’il est très important d’arriver à prévoir ces crises d’épilepsie pour améliorer à la fois la prise en charge des malades et leur qualité de vie. Un tel système pourrait également être très utile pour le personnel soignant.

Obésité

obéDes chercheurs britanniques de l’Imperial College de Londres, dirigés par les Professeurs Chris Toumazou et Sir Stephen Bloom, ont mis au point une puce qui permettrait de contrôler l’appétit. Cet implant est relié au nerf vague (nerf pneumogastrique) qui joue un rôle-clé dans la régulation de l’appétit ainsi que dans de nombreuses autres fonctions physiologiques. Cette puce est capable d’envoyer un signal au cerveau pour déclencher la satiété. Comme le souligne le Professeur Bloom, c’est un peu comme si le cerveau recevait une instruction lui disant « votre intestin est rempli de nourriture, il n’est pas nécessaire de manger davantage ». Les essais sur l’homme de cet implant devraient commencer en 2016.

Douleur

Le stimulateur médullaire (ou neurostimulateur) est petit boîtier en métal que l’on pose sous la peau – dans l’abdomen ou en haut d’une fesse émet des impulsions électriques en direction des fibres nerveuses de la moelle épinière, et brouille le message de douleur lors de son cheminement vers le cerveau. Pour ceux qui souffrent de douleurs chroniques rebelles est une petite révolution. Ce Pace maker de la douleur  rend une vie à peu près normale aux patients en souffrance. Il pose néanmoins problème, car son porteur ne peut passer aucune IRM. L’exposition aux ondes électromagnétiques peut détériorer le matériel et provoquer une surchauffe et des lésions irréversibles de la moelle épinière. Cet inconvénient est en train d’être dépassé. Le Centre de la douleur de l’hôpital Béthune (Pas-de-Calais) pose désormais des neurostimulateurs résistant aux ondes de l’IRM.

Infection

Des ingénieurs de l’université Tufts, en collaboration avec l’université de l’Illinois, ont développé un implant électronique résorbable pour soigner les infections bactériennes comme le Staphylococcus aureus. Le dispositif est composé d’une résistance en forme de serpentin et d’une bobine en magnésium encapsulées dans une couche de protéines de soie. Implanté in vivo sur des tissus infectés par la bactérie dans l’organisme d’une souris, l’implant a été activé à distance durant deux séries de traitement thermique de 10 minutes. Les tissus prélevés 24 heures après l’opération ne présentaient aucun signe d’infection et les tissus environnants étaient normaux. Le dispositif s’est complètement biodégradé au bout de 15 jours e.

L’apnée du sommeil

L’agence américaine des médicaments (FDA) a donné son feu vert à la mise sur le marché d’un implant, qui traite l’apnée du sommeil. L’appareil stimule électriquement le nerf hypoglosse, nerf moteur de la langue qui est ainsi projetée en avant, laissant plus d’espace à la circulation de l’air. La pile est implantée sous la peau dans le haut de la poitrine. Les malades activent le système à l’aide d’une petite télécommande quand ils se couchent et le désactivent au réveil.

La contraception

contraception

A la demande de la Fondation Bill & Melinda Gate, la société américaine MicroCHIPS a créé un implant contraceptif longue durée (16 ans) qu’on met en veille ou en marche. L’implant est composé d’un réservoir hermétique contenant l’hormone contraceptive (lévonorgestrel), scellé par un joint conçu en titane et en platine, placé sur une puce électronique d’1,5 cm de largeur. Grâce à une pile interne, il suffit d’envoyer un courant électrique pour faire fondre temporairement le joint, et permettre ainsi la diffusion de la dose de lévonorgestrel voulue. L’implant contraceptif sera mis sur le marché en 2018.

Bronzer sans soleil

La firme australienne, Epitan, espère en tout cas mettre sur le marché d’ici quelques années un implant qui déterminerait un bronzage artificiel en délivrant sous la peau une hormone synthétique. Cette protéine, le Melanotan est un assemblage de 13 acides aminés mis au point par des chercheurs du centre sur le cancer de l’Arizona. Il provoque un bronzage artificiel en mimant les effets de la MSH (Melanocyte Stimulating Hormone), une hormone naturelle qui active les cellules responsables de la pigmentation de la peau, les mélanocytes.

Les 1001 actions des implants cérébraux

Les 1001 actions des implants cérébraux

Demain, grâce à des implants cérébraux, nous serons tous des super-héros

Une puce électronique embarquée dans notre cerveau nous donnera des super-pouvoirs. On pourra :

Écouter une conversation à travers un mur

Les implants cochléaires peuvent redonner l’ouïe à certaines personnes et même leur permettre d’entendre pour la première fois. Avec l’aide de matériel spécialisé, on peut aussi entendre des fréquences inaudibles ou à peine perceptibles.

Voir dans le noir

La FDA (agence américaine des produits alimentaires et médicamenteux) a homologué un implant rétinien qui restaure la capacité à discerner formes et mouvements pour les gens souffrant de rétinite pigmentaire, une maladie génétique rare. Alors que la compréhension du nerf oculaire s’améliore, des versions de ces implants pourraient nous donner la vue d’un chat la nuit.

Zoomer sur des objets éloignés

Des chercheurs de l’université de San Diego travaillent eux sur des lentilles de contact capables de zoomer ! « Je pense que l’usage prioritaire pour ces lentilles est la dégénérescence maculaire. Mais dans le futur, il est possible qu’elles soient utilisées pour améliorer l’acuité visuelle de gens dotés d’une bonne vision », estime le chercheur Éric Tremblay.

Télécharger des compétences

Des chercheurs affirment qu’une fois qu’on aura compris comment la pratique d’une compétence transforme le cerveau, nous pourrons être capables d’utiliser des implants pour déclencher ces mêmes transformations. Nous aurons alors un moteur de compétences permettant de pratiquer toute activité de votre choix.
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« D’ici la fin du siècle, beaucoup d’entre nous seront branchés directement sur le cloud, du cerveau aux orteils », prophétisent les docteurs Gary Marcus et Christof Koch.

 

Récupérer des souvenirs endommagés

DARPA ou Defense Advanced Research Projects Agency (agence américaine pour les projets de recherche avancée dans le domaine de la défense) expérimente  des implants au cerveau qui aideront les soldats qui souffrent de lésions cérébrales traumatiques. L’idée est d’effacer les mauvais souvenirs et de  récupérer les bons.

Améliorer sa concentration

La stimulation du cerveau pourrait à la fois améliorer la concentration et la clarté mentale. Elle remplacera les médicaments à effets pervers.

Contrôler les machines avec son esprit

En 2011, une femme entièrement paralysée a attrapé une bouteille munie d’une paille pour boire un café. En fait, c’est un bras robotique articulée commandée par un capteur relié à son cerveau qui a accompli ce geste. À l’avenir, ce contrôle ne pourra qu’être plus précis, permettant de contrôler à distance des robots, des ordinateurs.

Naviguer sur Le NET par la pensée

Quand les implants pourront transmettre et recevoir de l’information, on regardera un arbre ou une peinture, puis on enverra cette information sur le Web pour obtenir des résultats pertinents renvoyés ensuite vers le cerveau.
Cette technologie dépendra de la capacité à concevoir des puces plus petites et plus sûres sur le plan biologique, ainsi que de meilleures cartes du cerveau.

Des chercheurs travaillent sur de la poussière neurale. Des milliers de micro-capteurs biologiques d’un dixième de millimètre convertissent les signaux électriques du cerveau en ultrasons qui peuvent être décodés à l’extérieur.

Les prothèses à bras ouvert

Les prothèses à bras ouvert

Dans la boutique prothèse, il y a le rayon remplacement de l’organe malade ou absent. Du côté membre, on assiste à plusieurs innovations :  commande par la pensée du membre amputé, restauration du toucher,  impression 3D…

Les bras en cire inertes sont de l’histoire ancienne : désormais, les personnes amputées portent des membres bioniques, munis d’électrodes, qui peuvent être animés par la pensée.
L’armée américaine travaille depuis toujours sur des prothèses pour les soldats blessés et amputés. En 2005, l’américain Jesse Sullivan, qui a perdu ses deux bras à la suite d’une électrocution, teste une prothèse de bras bionique, contrôlée par la pensée. Grâce à elle, il peut accomplir de nombreux gestes de la vie quotidienne, comme saisir un verre d’eau. Les ingénieurs en biomécanique de l’Université Northwestern et du Centre pour la médecine bionique (CBM) de Chicago, à l’origine du bras bionique, ont connecté la prothèse au cerveau, à l’aide d’électrodes placées au niveau des terminaisons nerveuses du membre disparu. Le signal émis par le cerveau est transmis à un micro-ordinateur, situé dans le bras.

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Erik Sorto est tétraplégique. Il actionne une prothèse de la main par la seule force de son cerveau. Cet Américain commande le robot grâce à deux neuroprothèses implantées dans son cerveau, et plus précisément dans le cortex pariétal supérieur. C’est là que se forment les intentions globales des gestes et des mouvements. La zone n’avait  jamais été exploitée auparavant pour commander une prothèse.

L’Américain Igor Spetic, amputé du bras droit, a une prothèse de main qui restaure le sens du toucher ! Conçue par l’université de Cleveland, cette main robotisée reproduit jusqu’à la chair de poule provoquée par le frottement d’un morceau de coton sur sa peau. Des capteurs sur la main évaluent les forces exercées, renvoient un signal vers un boîtier externe qui l’analyse puis émet les impulsions électriques correspondantes : elles stimulent les nerfs en fonction des informations transmises par les capteurs. Le cerveau fait le reste : dur, mou, râpeux, lisse, etc.



Easton LaChappelle un jeune homme de 19 ans a développé un bras bionique myostatique, c’est-à-dire contrôlé par les impulsions électriques du cerveau et non les contractions musculaires. Après avoir rencontré une jeune fille équipée d’une prothèse à 80 000 $, prix qu’il trouvait exorbitant pour les trois actions que la prothèse permettait, ce jeune homme originaire du Colorado a décidé de développer une prothèse plus intuitive en utilisant des imprimantes 3D. La prothèse, baptisée Anthromod, qui en est à son cinquième stade de développement, revient à un coût total de 600 $.



La société japonaise HACKberry a créé un prototype de prothèse d’avant bras dont les pièces proviennent presque toutes de l’impression 3D. Le coût des composants est ainsi très fortement réduit (aux alentours de 300 dollars). Ces prothèses permettent aux amputés de faire leur lacet ou fermer un blouson. Autre particularité, le code de fonctionnement de la prothèse est en open source.



L’échographie en 3D

L’échographie en 3D

Au Brésil, la marque d’hygiène pour bébés Huggies et l’agence Mood ont imprimé un moulage en  3D du visage d’un fœtus. Ainsi, Tatiana, future mère brésilienne de 30 ans, aveugle depuis l’âge de 17 ans et enceinte de vingt semaines (5 mois)a deviné les formes du  visage de son bébé en utilisant le toucher.
De l’émotion pour la  jeune maman… et  une belle opération marketing pour Huggies !

L’Oréal a l’impression a fleur de peau

L’Oréal a l’impression a fleur de peau

L’Oréal va imprimer de la peau synthétique qui lui servira à effectuer des  tests dermatologiques.

Depuis 2013, l’industrie cosmétique est interdite d’expérimentations animales. Elle doit donc trouver des alternatives pour tester ses produits.
L’Oréal emploie des scientifiques qui produisent 100 000 échantillons de peau par an. Comme c’est insuffisant pour ses  besoins, elle passe à la vitesse au-dessus en nouant un partenariat avec Organovo.

Cette start-up américaine est capable d’imprimer en 3D des tissus organiques. En janvier 2014, elle a imprimé un bout de foie produisant de l’albumine et capable de synthétiser le cholestérol.

Dans la vidéo, Organovo présente le dispositif pour produire de la peau.

Un thermomètre imprimé

Un thermomètre imprimé

150223084343-largeDes  chercheurs de l’Université de Tokyo ont créé un brassard de détection de fièvre. Ce dispositif souple sonne lorsque la température s’élève. Il surveille aussi la fréquence cardiaque.

Pour la conception de ce brassard, les exigences étaient fortes :
— Les capteurs doivent être souples et sans fil pour assurer le confort du patient.
— Le brassard doit avoir un coût modeste pour permettre un usage unique.

Les chercheurs ont développé une solution flexible qui intègre des composants organiques imprimés sur un film de polymère.