Ce site est exploité par une ou plusieurs entreprises appartenant à Informa PLC et tous les droits d'auteur leur appartiennent.Le siège social d'Informa PLC est situé au 5 Howick Place, Londres SW1P 1WG.Enregistré en Angleterre et au Pays de Galles.Numéro 8860726.
Une équipe de chercheurs de Cal Tech dirigée par Wei Gao, professeur de génie biomédical, a développé un capteur portable qui surveille les niveaux de métabolites et de nutriments dans le sang d'une personne en analysant sa sueur.Les capteurs de sueur précédents ciblaient principalement les composés apparaissant en concentrations élevées, tels que les électrolytes, le glucose et le lactate.Ce nouveau capteur est plus sensible et détecte les composés sudoripares à des concentrations beaucoup plus faibles.Il est également plus facile à fabriquer et peut être produit en série.
L'objectif de l'équipe est de créer un capteur permettant aux médecins de surveiller en permanence l'état des patients atteints de maladies telles que les maladies cardiovasculaires, le diabète et les maladies rénales, qui entraînent toutes des niveaux anormaux de nutriments ou de métabolites dans le sang.Les patients se porteraient mieux si leur médecin en savait davantage sur leur état personnel et cette méthode évite les tests qui nécessitent des aiguilles et des prélèvements sanguins.
"De tels capteurs de sueur portables pourraient capturer rapidement, continuellement et de manière non invasive les changements dans la santé au niveau moléculaire", explique Gao."Ils pourraient rendre possible une surveillance personnalisée, un diagnostic précoce et une intervention rapide."
Le capteur s'appuie sur la microfluidique qui manipule de petites quantités de liquides, généralement à travers des canaux de moins d'un quart de millimètre de largeur.La microfluidique est idéale pour une application car elle minimise l’influence de l’évaporation de la sueur et de la contamination cutanée sur la précision du capteur.À mesure que la sueur fraîchement fournie circule à travers les microcanaux du capteur, celui-ci mesure avec précision la composition de la sueur et capture les changements de concentrations au fil du temps.
Jusqu'à présent, disent Gao et ses collègues, les capteurs portables microfluidiques étaient principalement fabriqués selon une approche lithographie-évaporation, ce qui nécessite des processus de fabrication compliqués et coûteux.Son équipe a choisi de fabriquer ses biocapteurs à partir de graphène, une forme de carbone en forme de feuille.Les capteurs à base de graphène et les canaux microfluidiques sont créés en gravant les feuilles de plastique avec un laser au dioxyde de carbone, un appareil si courant qu'il est disponible pour les amateurs à domicile.
L'équipe de recherche a conçu son capteur pour mesurer également les fréquences respiratoires et cardiaques, en plus des niveaux d'acide urique et de tyrosine.La tyrosine a été choisie car elle peut être un indicateur de troubles métaboliques, de maladies du foie, de troubles de l'alimentation et de troubles neuropsychiatriques.L'acide urique a été choisi car, à des niveaux élevés, il est associé à la goutte, une maladie articulaire douloureuse qui est en augmentation à l'échelle mondiale.La goutte survient lorsque des niveaux élevés d’acide urique dans le corps commencent à se cristalliser dans les articulations, en particulier celles des pieds, provoquant une irritation et une inflammation.
Pour voir les performances des capteurs, les chercheurs les ont testés sur des individus et des patients en bonne santé.Pour vérifier les niveaux de tyrosine dans la sueur qui sont influencés par la forme physique d'une personne, ils ont utilisé deux groupes de personnes : des athlètes entraînés et des individus de forme physique moyenne.Comme prévu, les capteurs ont montré des niveaux plus faibles de tyrosine dans la sueur des athlètes.Pour vérifier les niveaux d'acide urique, les chercheurs ont surveillé la sueur d'un groupe d'individus en bonne santé qui jeûnaient, ainsi que après que les sujets aient mangé un repas riche en purines, des composés alimentaires métabolisés en acide urique.Le capteur a montré une augmentation des niveaux d’acide urique après le repas.L'équipe de Gao a réalisé un test similaire avec des patients atteints de goutte.Le capteur a montré que leurs niveaux d’acide urique étaient bien supérieurs à ceux des personnes en bonne santé.
Pour vérifier l'exactitude des capteurs, les chercheurs ont prélevé et vérifié des échantillons de sang provenant de patients atteints de goutte et de sujets sains.Les mesures des capteurs des niveaux d'acide urique étaient fortement corrélées aux niveaux de celui-ci dans leur sang.
Selon Gao, la haute sensibilité des capteurs, ainsi que la facilité avec laquelle ils peuvent être fabriqués, signifient qu'ils pourraient éventuellement être utilisés par des patients à domicile pour surveiller des affections telles que la goutte, le diabète et les maladies cardiovasculaires.Disposer d’informations précises en temps réel sur leur santé pourrait même permettre aux patients d’ajuster leurs niveaux de médicaments et leur régime alimentaire selon leurs besoins.
Heure de publication : 12 décembre 2019