Un nouveau patch portable développé à l’université de San Diego peut être utilisé pour surveiller la pression artérielle en plus de différents niveaux biochimiques
Les progrès de l’électronique flexible ont ouvert des possibilités passionnantes en matière de surveillance de la santé, avec l’apparition d’une série de patchs souples et extensibles qui peuvent être portés sur la peau pour suivre des éléments comme le taux de glucose ou d’antibiotiques, ou même changer de couleur lorsqu’il y a lieu de s’inquiéter. Un nouvel exemple de l’Université de Californie (UC) de San Diego fait entrer cette technologie dans un nouveau territoire, avec des ingénieurs qui construisent ce qu’ils disent être le premier dispositif portable capable de surveiller simultanément les signaux cardiovasculaires et plusieurs substances biochimiques dans le corps.
Le nouveau patch est le résultat d’une collaboration entre deux entreprises de recherche différentes de l’université de San Diego, les scientifiques travaillant sur des articles portables capables de surveiller les signaux chimiques, physiques et électrophysiologiques du corps, en collaboration avec des ingénieurs travaillant sur des tensiomètres avancés.
Le résultat de ce partenariat est une fine feuille de polymères extensibles qui peut s’adapter à la peau. Elle contient un capteur de pression sanguine, un capteur chimique qui mesure le lactate, la caféine et l’alcool dans la sueur, et un capteur qui suit les niveaux de glucose dans le liquide interstitiel. Le patch est branché à une source d’énergie externe et donne sa lecture via une machine de comptoir.
Situé près du centre du patch, le capteur de pression sanguine fonctionne en envoyant des ondes ultrasonores à travers le corps qui rebondissent sur les artères et créent des échos, que le capteur détecte et convertit en une lecture de la pression sanguine. Le capteur chimique fonctionne en libérant dans la peau des médicaments qui provoquent la transpiration, puis en mesurant les substances chimiques contenues dans ce liquide, tandis que le capteur de glucose émet un courant électrique léger pour stimuler la libération de liquide interstitiel dans le même but.
La version actuelle du patch de surveillance de l’Université de San Diego doit être connectée à une source d’énergie externe, mais l’équipe espère développer une version sans fil dans le futur.
Les différents capteurs devaient être soigneusement disposés sur le patch pour éliminer les interférences avec les signaux, tandis que ces types de capteurs et les biomarqueurs qu’ils suivent ont été choisis pour de bonnes raisons, car ils peuvent tous avoir un impact sur la pression sanguine.
« Disons que vous surveillez votre tension artérielle, que vous voyez des pics pendant la journée et que vous pensez que quelque chose ne va pas », explique Juliane Sempionatto, co-premier auteur. « Mais un biomarqueur pourrait vous dire si ces pics sont dus à une consommation d’alcool ou de caféine. Cette combinaison de capteurs peut vous donner ce type d’information ».
Pour mettre cette idée à l’épreuve, les chercheurs ont mené des expériences dans lesquelles les sujets devaient porter le patch sur leur cou tout en effectuant différentes tâches, comme une séance sur un vélo d’appartement, la consommation de repas à forte teneur en sucre ou en alcool, ou encore la consommation d’un café. L’équipe a surveillé les biomarqueurs ciblés tout au long de ce processus en utilisant des dispositifs de surveillance commerciaux, et a comparé les relevés avec ceux pris sur son nouveau patch, constatant qu’ils correspondaient étroitement.
« La nouveauté ici est que nous prenons des capteurs complètement différents et les fusionnons ensemble sur une seule petite plate-forme aussi petite qu’un timbre », explique Joseph Wang, professeur de nano-ingénierie à l’université de San Diego et coauteur de l’étude. « Nous pouvons collecter tant d’informations avec celui-ci portable et le faire de manière non invasive, sans causer d’inconfort ou d’interruption de l’activité quotidienne ».
Les ingénieurs de l’Université de Californie (UC) de San Diego ont construit ce qu’ils considèrent comme le premier portable capable de surveiller simultanément les signaux cardiovasculaires et de multiples substances biochimiques dans le corps
L’équipe voit un potentiel dans l’utilisation du patch pour aider les gens à gérer l’hypertension ou le diabète, ou même dans des environnements comme les unités de soins intensifs où les signes vitaux doivent être constamment surveillés. Ils travaillent déjà sur une nouvelle version du patch avec encore plus de capteurs pour détecter un plus large éventail de biomarqueurs, et espèrent un jour développer une version entièrement sans fil.
« Ce type de dispositif portable serait très utile aux personnes souffrant de maladies sous-jacentes pour surveiller régulièrement leur propre santé », déclare Lu Yin, co-premier auteur de l’étude. « Il serait également un excellent outil pour la surveillance des patients à distance, en particulier pendant la pandémie COVID-19, lorsque les gens réduisent au minimum les visites en personne à la clinique ».
https://www.nature.com/articles/s41551-021-00685-1
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-02/uoc–nsp021221.php
