Vers des dispositifs de protection individuelle d'architecture innovante bio-inspirée pour mieux protéger le cerveau et la moelle épinière des impacts

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Ce programme de recherche s'intéresse à la protection de l'axe cérébro-spinal lors d'impacts. Elle vise à proposer des structures cellulaires qui, grâce à une architecture s'inspirant de la nature, ont le potentiel de réduire les risques de blessures aigues voire dégénératives du cerveau et de la moelle épinière lorsqu'intégrées dans des dispositifs de protection individuelle, tel un casque protecteur. Chaque année, près de 225 000 traumatismes crânio-cérébraux sont rapportés au Canada, dont 85% sont des commotions cérébrales. Souvent causées par des chocs directs ou indirects à la tête en pratiquant du sport, les commotions cérébrales ont le potentiel de créer des troubles chroniques, physiques et psychologiques. Insidieusement, le cerveau est aussi exposé à des impacts répétés asymptomatiques qui sont malgré tout associés à des altérations progressives, susceptibles de causer des maladies neurodégénératives. Ces processus sont aussi présents suite à des commotions ou neurapraxies de la moelle épinière, souvent observées chez des athlètes pratiquant des sports de contact. Ces quelques faits démontrent sans contredit les limites des dispositifs de protection comme les casques protecteurs, et mettent en lumière le besoin de nouvelles technologies. En effet, les matériaux ou structures d'ingénierie utilisés actuellement ne sont pas en mesure de gérer efficacement les forces d'impact, notamment celles causant une accélération angulaire de la tête et des déformations en cisaillement dommageables au cerveau et à la moelle épinière. Des milliards d'années d'évolution naturelle pourraient nous inspirer de nouvelles solutions. On retrouve dans la nature de nombreuses espèces présentant des mécanismes bien adaptés à la gestion des forces d'impacts. Pour les utiliser efficacement, une meilleure compréhension de ces mécanismes, ainsi que des outils et des méthodes traduisant ceux-ci en structures bio-inspirées sont nécessaires. Les objectifs de cette programmation sont de 1) comprendre les mécanismes permettant à certaines espèces de rediriger les forces d'impact dans une direction privilégiée et de les amortir, et 2) adapter ces mécanismes à des structures cellulaires bio-inspirées susceptibles de réduire les accélérations angulaires de la tête et le cisaillement des zones vulnérables du cerveau et de la moelle épinière. Cette programmation revêt une importance particulière pour tous les canadiens et canadiennes subissant une blessure de l'axe cérébro-spinal, qui mérite toute notre attention en raison de son rôle névralgique et de sa fragilité. Les retombées anticipées pour le Canada sont nombreuses : formation de personnel hautement qualifié, développement de dispositifs de protection novateurs plus sécuritaires et de méthodes et outils d'ingénierie de pointe, transfert technologique, visibilité internationale, et tous les bénéfices économiques qui en découlent.