George Whitesides : Un laboratoire de la taille d'un timbre poste.

Les tests de laboratoires traditionnels pour diagnostiquer des maladies peuvent être trop chers ou encombrants pour les régions qui en ont le plus besoin. La réponse ingénieuse de George Whitesides, présentée à TEDxBoston, est un outil très simple qui peut être fabriqué pour un coût quasiment nul.

Le problème dont je veux vous parler

peut se résumer en

comment peut-on offrir des soins

dans un monde où le coût est au centre de tout.

Comment peut-on faire ça ?

Et le paradigme de base que nous voulons vous suggérer,

que je veux vous suggérer, c'est

que pour pouvoir

guérir des maladies, vous devez d'abord savoir ce que vous guérissez --

c'est le diagnostique -- et vous devez alors faire quelque chose.

Donc, notre programme est quelque chose que nous appelons

le diagnostique pour tous, ou le diagnostique à coût nul.

Comment fournir de l'information médicale pertinente

à un prix le plus proche possible de zéro ? Comment faire ça ?

Laissez-moi vous donner deux exemples.

Les rigueurs de la médecine militaire

ne sont pas si différentes de celles du tiers-monde

peu de ressources, un environnement rigoureux,

la contrainte d'alléger les objets avec la série de problèmes qui va avec, et des choses du genre.

Et pas très différentes non plus des problèmes de soin à domicile

et du monde du diagnostique en général.

Donc, la technologie dont je souhaite vous parler

est pour le tiers monde, pour les pays en voie de développement,

mais elle a, je pense, des applications beaucoup plus vastes,

parce que l'information est importante dans un système de soin.

Donc, vous voyez les deux exemples ici.

L'un d'eux est un laboratoire qui est en fait assez pointu en Afrique.

Le second est en fait un entrepreneur

qui s'est installé, et qui fait on ne sait quoi sur une table, sur un marché.

Je ne sais pas quels genre de soins sont délivrés ici.

Mais ce n'est probablement pas ce qui est le plus efficace.

Quelle est notre approche ?

Et la façon dont on aborde traditionnellement

un problème pour diminuer les coûts,

en partant de la perspective des États-Unis,

est de prendre notre solution,

et ensuite d'essayer de diminuer les coûts.

Mais quoi que vous fassiez,

vous n'arriverez jamais à partir d'un instrument de 100.000 $ US

et à faire baiser son prix jusqu'à zéro. Ça ne marchera pas.

Donc, l'approche que nous avons prise est de partir de l'autre bout.

Se demander : "Quel est le truc le moins cher

qui pourrait servir à faire des diagnostiques,

et en tirer des informations utiles,

et pouvoir ajouter des fonctions ?" Et nous avons choisi le papier.

Ce que vous voyez ici est un prototype.

Il mesure environ un centimètre de coté.

Ça a la taille d'un ongle.

Les lignes autour des cotés sont

un polymère.

C'est fait en papier, et bien sûr, les fluides se repandent sur du papier.

Comme vous le savez, du papier, des vêtements; une goutte de vin sur une nappe,

et le vin se répand et s'infiltre partout.

Mettez-en sur votre chemise, et elle est foutue.

C'est ce qu'une surface hydrophile fait.

Donc, dans ce dispositif, l'idée c'est que vous trempez

son extrémité du bas dans une goutte,

dans ce cas, d'urine.

Le fluide se répand dans ces chambres en haut.

La couleur marron indique le taux de glucose dans l'urine.

La couleur bleue indique le taux de protéine dans l'urine.

Et la combinaison des deux.

est un très bon indicatif d'un certain nombre

de choses utiles que vous voulez.

Donc, c'est un exemple d'un dispositif fait à partir d'une simple feuille de papier.

Bon, comment simplifier la production ?

Pourquoi avons-nous choisi du papier ?

Voici un exemple de la même chose, sur un doigt

qui vous montre en gros à quoi ça ressemble.

Une des raisons d'utiliser le papier, c'est qu'il est partout.

Nous avons réalisé ces types de dispositifs qui utilisent

des serviettes et du papier-toillette

et des cartes, et plein d'autres trucs.

Donc, la capacité de production est là.

La seconde raison, c'est que vous pouvez mettre

énormément de tests sur une toute petite surface.

Je vais vous montrer dans un instant que le bloc de papier ici

pourrait probablement contenir quelque chose comme

100.000 tests, ou quelque chose comme ça.

Et puis enfin, quelque chose auquel vous ne pensez peut-être pas

dans un mode médicalisé développé,

ça élimine les pointes.

Par "pointes", je parle d'aiguilles, de choses qui collent.

Si vous avez pris un échantillon de sang

et que cette personne peut avoir l'hépatite C,

vous ne voulez pas faire une erreur et vous la planter sur vous.

C'est juste, vous ne voulez pas faire ça.

Donc, comment se débarrasser de ça ? C'est un problème partout.

Et ici, vous brûlez simplement le papier.

Donc, c'est une sorte d'approche pratique

pour commencer les choses.

Maintenant, vous allez dire, si le papier est une bonne idée,

d'autres personnes y ont surement déjà pensé.

Et la réponse est, bien sûr, oui.

La moitié d'entre-vous, en gros,

qui sont des femmes,

vous avez dû faire un test de grossesse.

Et le plus répondu de ces tests

est dans un objet qui ressemble à la chose à gauche.

C'est quelque chose qui s'appelle un flux latéral immunoassay.

Et dans ce test en particulier

l'urine, qui contient ou ne contient pas

une hormone appelée HCG

se répand sur un morceau de papier.

Il y a deux barres. La première indique que le test fonctionne.

Et si la seconde apparaît, vous êtes enceinte.

C'est un test génial dans un monde binaire.

Et ce qui est bien dans le fait d'être enceinte,

c'est que soit vous l'êtes, soit vous ne l'êtes pas.

Vous n'êtes pas partiellement enceinte, ou pensant à être enceinte

ou quelque chose du genre.

Donc, ça fonctionne très bien ici.

Mais ça ne marche pas très bien quand vous avez besoin de données quantitatives.

Il y a aussi les bâtonnets à tremper.

Mais si vous regardez ces bâtonnets, ils sont pour

d'autres types d'analyses d'urine.

Il y a énormément de couleurs et des trucs comme ça.

Que faites-vous dans des circonstances difficiles ?

Donc, l'approche que nous avons prise est de se demander

est-ce que c'est vraiment pratique de faire des choses comme ça ?

Et ce problème est maintenant réglé, d'une façon purement ingénieure.

Et la procédure que vous avons est simplement de commencer avec du papier.

Il passe dans une nouvelle sorte d'imprimante, appelée imprimante à cire.

L'imprimante à cire fait ce qui ressemble à de l'impression.

Elle imprime. Vous mettez cela dessus, vous chauffez un peu.

La cire se diffuse et est absorbée par le papier.

Et vous obtenez au final le dispositif que vous voulez.

Ces imprimantes coûtent 800 $ US maintenant.

Nous estimons que si elles tournaient 24 heures par jour,

elles pourraient produire 10 millions de tests par an.

Donc, c'est un problème réglé. Ce problème particulier est réglé.

Et voici un exemple du genre de chose que vous pouvez voir.

Voici un papier d'environ 20 x 30 cm.

Ça prend environ 2 secondes à faire.

Et donc, je considère ça comme réglé.

Il y a quelque chose de très important ici,

c'est que parce que c'est une imprimante,

une imprimante couleur, elle imprime en couleur. C'est ce que font les imprimantes couleur.

Je vais vous montrer dans un instant, c'est en fait très utile.

Maintenant, la prochaine question que vous allez poser

c'est de savoir ce qu'on veut mesurer ? Que veut-on analyser ?

Et la chose que l'on souhaite analyser en priorité,

nous en sommes assez loin.

C'est ce que l'on appelle "une fièvre d'origine non diagnostiquée".

Quelqu'un arrive dans une clinique,

il a de la fièvre, il ne se sent pas bien, qu'est-ce qu'il a ?

Est-ce qu'il a la Tuberculose ? Est-ce qu'il a le SIDA ?

Est-ce qu'il a un simple rhume ?

Le problème du triage. C'est un problème très difficile

pour des raisons dont je ne parlerai pas.

Il y a un nombre énorme de choses que vous voulez pouvoir distinguer.

Mais il y a une série de choses,

SIDA, hépatite, Malaria,

Tuberculose, ou autre.

Et des plus simples, comme des guides de traitements.

Maintenant, même ça est plus compliqué qu'on pourrait le croire.

Un de mes amis travaille dans un centre psychiatrique multi-culturel.

Et il s'intéresse à la question de savoir

pourquoi les gens prennent ou ne prennent pas leur médicaments ?

Donc, du Dapsone, ou quelque chose comme ça,

vous devez le prendre pendant un certain temps.

Il y a une histoire merveilleuse où il parle à un villageois en Inde.

Il lui demande "Est-ce que vous avez pris votre Dapsone ?" "Oui".

"Vous l'avez pris tous les jours ?" "Oui"

"Vous l'avez pris pendant un mois ?" "Oui".

En fait, ce que le type voulait dire,

c'est qu'il avait donné les doses des 30 jours de Dapsoe

à son chien, ce matin.

(Rires)

Il disait la vérité. Parce que

dans une culture différente,

le chien est votre substitut,

vous savez, "aujourd'hui", "ce mois-ci", "depuis la saison des pluies",

Il y a beaucoup d'occasions de mauvaise interprétation.

Et donc, un problème ici est,

dans certains cas, de savoir

comment gérer des problèmes qui ne semblent pas intéressants,

comme la conformité.

Maintenant, regardons à quoi ressemble un test typique.

Piquez un doigt, vous obtenez du sang,

environ 50 microlitres.

C'est à peu près tout ce que vous allez avoir.

Parce que vous ne pouvez pas utiliser les systèmes habituels.

Vous ne pouvez pas le manipuler très facilement,

mais je vais vous le montrer dans un moment.

Donc, vous prenez la goutte de sang, sans plus de manipulations.

Vous la déposez sur ce petit dispositif.

Il filtre les cellules sanguines, en laissant passer le sérum au travers,

et vous obtenez une série de couleurs

ici en bas.

Et les couleurs indiquent une maladie ou si tout va bien.

Mais même ça, c'est compliqué.

Parce que pour vous, pour moi, les couleurs peuvent indiquer que tout va bien.

Mais après tout, nous souffrons tous

d'un excès probable d'éducation.

Que faites-vous si quelque chose requiert

une analyse quantitative ?

Et donc, la solution à laquelle nous et beaucoup d'autres

personnes pensons ici,

et actuellement, il y a une diffusion impressionnante,

et il en sort la solution universelle à tout ces temps ci,

qui est un téléphone portable. Dans ce cas particulier, un téléphone-appareil photo.

Il y en a partout, six millions de plus chaque mois, rien qu'en Inde.

Et l'idée, c'est que quelqu'un

prend ce système.

Vous le trempez. Vous développez les couleurs.

Vous prenez une photo. La photo est envoyée à un laboratoire central.

Vous n'avez pas besoin d'envoyer un docteur.

Vous envoyez quelqu'un qui va juste prélever les échantillons.

Et dans la clinique, soit un docteur, ou idéalement un ordinateur

dans ce cas, fera l'analyse.

Il se trouve que ça fonctionne assez bien, en particulier quand votre

imprimante couleur a imprimé des barres de couleurs

qui indiquent comment les choses fonctionnent.

Donc, ma vision du personnel de santé du future

n'est pas un docteur,

mais un jeune de 18 ans, qui sinon est au chômage

et qui a deux choses. Il a un sac à dos rempli de ces tests.

et un bistouri pour prendre des échantillons de sang,

et une [Kalachnikov] AK-47.

Et ce sont ces choses qui lui feront passer sa journée.

Il y a une autre connexion très intéressante ici.

Qui est de savoir comment faire

pour faire passer de l'information utile

au travers d'un système téléphonique qui est assez catastrophique.

Il s'avère qu'il y a un volume d'information énorme

déjà disponible sur ce sujet, qui est le problème du robot sur Mars.

Comment récupérer une vue précise des couleurs sur Mars,

si vous avez un débit très mauvais pour faire ça ?

Et la réponse n'est pas compliquée

mais je ne veux pas l'aborder ici,

à part pour indiquer que les systèmes de communication

pour faire ça sont assez bien compris.

Aussi, un fait que vous ne connaissez peut-être pas,

est que la capacité de calcul de cet objet

n'est pas très différente de la capacité de calcul

de votre ordinateur de bureau.

C'est un dispositif fantastique qui commence tout juste à être exploré.

Je ne sais pas si l'idée d'un ordinateur pour chaque enfant

est une bonne idée. Voici l'ordinateur du futur.

Parce que l'écran est déjà là et qu'ils peuvent être partout.

Bon, maintenant, laissez-moi vous montrer des dispositifs avancés.

Commençons par poser un petit problème.

Ce que vous voyez là est un autre dispositif d'un centimètre carré.

Et les différentes couleurs sont différentes couleurs de teintures.

Et vous remarquez quelque chose qui peut

vous sembler intéressant,

qui est que le jaune semble disparaître,

passer au travers du bleu, et ensuite au travers du rouge.

Comment ça marche ? Comment faire passer quelque chose au travers d'autre chose ?

Et bien sûr, la réponse, c'est : "Vous ne le faites pas".

Vous le faites passer par dessous ou par dessus.

Mais la question devient : comment le faire passer

par dessous et par dessus dans une feuille de papier ?

Et la réponse est que ce que vous faites,

et les détails ne sont pas très importants ici,

est de faire quelque chose de plus élaboré,

vous prenez plusieurs couches de papier différentes,

chacune contenant son propre petit système de fluide,

et vous les séparez par des morceaux de,

littéralement, du scotch double face pour tapis,

le truc que vous utilisez pour coller les tapis sur le sol.

Et le fluide va passer d'une couche vers la suivante.

Il se diffuse de lui-même, au travers de trous,

se diffusant au travers des différentes couches de papier.

Et ce que vous voyez en bas à droite ici

est un échantillon dans lequel une simple goutte

de sang a été déposée au dessus,

et qui s'est infiltrée, et diffusée d'elle-même

dans les 16 trous du bas,

dans un morceau de papier qui ressemble à une puce,

de l'épaisseur de 2 feuilles de papier.

Et dans ce cas particulier, nous nous intéressions juste

à la possibilité de le répliquer.

Mais c'est, en principe, la façon de résoudre

le problème de la "fièvre d'origine inexpliquée".

Parce que chacune de ces tâches devient alors

un test pour un ensemble particulier de marqueurs

de maladie.

Et ceci fonctionnera en temps voulu.

Et voici un exemple d'un objet un petit peu plus complexe.

Voici la puce.

Vous trempez un coin. Le fluide va au centre.

Il se diffuse lui-même dans ces trous

ou puits divers, et change de couleur.

Le tout en utilisant du papier et du scotch pour tapis.

Donc, je pense que c'est aussi bon marché

que l'on puisse être capable de concevoir et de fabriquer.

Maintenant, j'ai une, ou plutôt deux dernières histoires

à vous raconter, pour terminer cette présentation.

Voilà la première. Une des choses que l'on doit faire occasionnellement

c'est de séparer les cellules sanguines du sérum.

et la question était,

ici, nous le faisons en prenant un échantillon.

On le place dans une centrifugeuse.

On le fait tourner, et cela extrait les cellules sanguines. Génial.

Que se passe t-il si vous n'avez pas d'électricité,

ni de centrifugeuse, ni autre chose ?

Et nous avons réfléchi pendant un moment à savoir comment on pourrait faire.

Et la façon, en fait, de le faire, est présentée ici.

Vous prenez un batteur à œufs,

que l'on trouve partout. Vous sciez une des lames.

Et vous prenez ensuite des tubes,

et vous les fixez dessus. Vous mettez le sang dedans. Vous tournez.

Quelqu'un s'assied et le fait tourner.

Ça marche très très bien.

Et nous avons ensuite calculé la physique des batteurs à œufs

et des tubes qui s'alignent automatiquement, et tout le reste de ce genre de choses,

nous l'avons envoyé à un journal (pour publication).

Nous étions très fiers de ça, en particulier du titre

qui était : "Un batteur à œufs utilisé comme centrifugeuse".

(Rires)

Nous l'avons envoyé, et il nous est revenu, refusé.

J'ai appelé l'éditeur et demandé

"Qu'est ce qui se passe ? Comment est-ce possible ?"

L'éditeur a répondu, avec un dédain énorme,

"Je l'ai lu.

Et nous n'allons pas le publier, parce que nous ne publions

que ce qui a rapport avec la science".

Et c'est un problème important

parce que ça veut dire que nous devons,

en tant que société,

penser à ce qui est important pour nous.

Et si c'est juste les journaux et les publications scientifiques,

nous avons un problème.

Voici un autre exemple de quelque chose qui ...

C'est un petit spectrophotomètre.

Cela mesure l'absorption de la lumière dans un échantillon.

Ce qui est bien, c'est que vous avez une source lumineuse qui s'allume

et s'éteint à 1.000 Hertz.

Et une autre source lumineuse qui détecte cette lumière à 1.000 Hz.

Et donc, vous pouvez utiliser ce système en plein jour.

Ça fonctionne à peu de choses près

comme un système qui coûte environ

100.000 dollars US

Ca coûte 50 dollars US. On pourrait peut être le produire pour 50 cents,

si on réfléchit sérieusement au problème.

Pourquoi personne ne le fait ? La réponse, c'est :

"Comment gagner de l'argent dans un système capitalistique, en faisant ça ?"

Problème intéressant.

Donc, laissez-moi terminer en disant

que nous avons réfléchi à ça comme une sorte de problèmes de conception.

Et nous nous sommes demandés, quelle est l'idée scientifique commune derrière tout cela ?

Et nous avons décidé que nous devons y penser

non pas tant en terme de coûts,

mais en terme de simplicité.

Simplicité est un joli mot. Et vous devez alors réfléchir

à savoir ce que la simplicité signifie.

Je sais ce que c'est, mais je ne sais pas ce que ça veut vraiment dire.

Donc, ça m'a assez intéressé pour mettre en place

plusieurs groupes de personnes.

Et le plus récent implique un petit groupe de personnes au MIT,

l'un d'eux est un gamin exceptionnellement brillant

qui est une des très rares personnes que je pourrais

considérer comme un réel génie.

Nous avons cherché pendant une journée entière sur comment définir la simplicité.

Et je vais vous donner la réponse à cette question

d'une profonde pensée scientifique.

"C'est impossible de le faire foirer" (Rires)

Donc, dans un sens, vous avez ce que vous payez.

Merci beaucoup.

(Rires)