Nanobiomécanique est un mot relativement rarement utilisé pour décrire la mécanique des cellules vivantes en action. Le préfixe nano est en quelque sorte un mot à la mode, car les échelles de longueur pertinentes des cellules vivantes sont mesurées en micromètres, pas en nanomètres, bien que certaines des forces pertinentes se produisent à l’échelle nanométrique. Parce que les cellules sont les éléments constitutifs de tous les êtres vivants, la compréhension de leur nanobiomécanique est utile pour prédire et analyser leurs propriétés à grande échelle.
Un chercheur en nanobiomécanique, Subra Suresh, scientifique des matériaux au MIT, est un pionnier de l’application de la mesure à l’échelle nanométrique aux cellules vivantes. Dans une expérience, il a mesuré la différence de propriétés physiques entre des globules rouges sains et des globules rouges infectés par des parasites du paludisme. À l’aide de minuscules capteurs capables de mesurer des forces aussi petites qu’un piconewton (un trillionième de newton), Suresh a déterminé que les globules rouges infectés par le paludisme étaient 10 fois plus rigides que les globules rouges sains, trois à quatre fois plus rigides que prévu. La nanobiomécanique de ces cellules est importante car les cellules rigides peuvent obstruer les capillaires, provoquant une hémorragie cérébrale.
Les chercheurs espèrent que la nanobiomécanique nous aidera à en savoir plus sur certaines maladies et à produire de nouveaux traitements ou remèdes pour celles-ci. Le paludisme est une cible, d’autres sont la dystrophie musculaire, les maladies cardiovasculaires, le cancer du foie et du pancréas et l’anémie falciforme. Dans chacune de ces maladies, les cellules individuelles présentent des changements dans les propriétés physiques qui peuvent théoriquement être mesurés pour mieux comprendre la maladie.
La nanobiomécanique peut également jouer un rôle dans la conception de nouveaux matériaux ou dispositifs à l’échelle nanométrique destinés à être implantés dans le corps humain, tels que des stimulateurs cardiaques, des prothèses ou des implants plus futuristes tels que les remplacements d’hippocampe. Les implants humains actuels ne sont généralement pas structurés à l’échelle nanométrique, car notre connaissance des modèles avantageux à cette échelle est limitée en raison d’une enquête insuffisante. À long terme, les chercheurs espèrent que la nanobiomécanique pourrait être utilisée pour créer des implants qui s’intègrent si bien avec le corps humain que le risque de rejet est proche de zéro et que les implants sont aussi efficaces et naturels que les organes eux-mêmes.