Une étude récente publiée dans le Communications Engineering Journal a discuté des opportunités et des défis des appareils portables à base de sueur pour la surveillance du syndrome métabolique.
Étude: Opportunités et défis pour la surveillance basée sur la sueur du syndrome métabolique via des technologies portables. Crédit d’image : ViktorGladkov/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Le syndrome métabolique prédispose les individus à un risque plus élevé de cancer, de diabète de type 2, de maladies cardiovasculaires et d’altération de la fonction pulmonaire. La prévalence mondiale du syndrome a régulièrement augmenté au cours des dernières décennies, en particulier chez les personnes âgées. En règle générale, les patients présentent une hypertension, une glycémie à jeun élevée et une obésité.
Les patients atteints du syndrome métabolique ont un risque 20% plus élevé d’infarctus du myocarde et sont plus susceptibles de présenter une sensibilité au sodium. Des modifications du mode de vie, telles que des changements alimentaires, peuvent réduire le risque de diabète chez les patients atteints du syndrome métabolique.
En outre, les personnes atteintes du syndrome métabolique présentent généralement un état pro-inflammatoire, indiqué par des niveaux élevés de protéine C-réactive (CRP).
La technologie de la santé mobile peut évaluer le syndrome métabolique, les facteurs de risque associés et les paramètres pertinents grâce à des vêtements intelligents portables, des bracelets, des montres intelligentes et des bagues qui collectent des données.
La technologie basée sur la sueur est une nouvelle approche pour surveiller les paramètres cliniques et les signes associés au syndrome, car la sueur contient de nombreux biomarqueurs.
La plupart des développements concernant la détection de biomarqueurs en temps réel par des dispositifs portables reposent sur des techniques électrochimiques, qui sont robustes avec des limites de détection basses et peuvent être miniaturisées.
L’intégration de plusieurs technologies de détection dans un seul appareil peut avoir un impact considérable sur la santé publique. Dans la présente étude, les auteurs ont discuté des progrès des dispositifs portables à base de sueur et des défis liés à la réalisation d’un dispositif intégré.
Cibles pour évaluer le syndrome métabolique
La CRP, le glucose, le cortisol, le sodium et l’acide urique ont été identifiés comme pertinents pour le diagnostic et la gestion du syndrome métabolique.
Des études ont rapporté mesurer le glucose dans la sueur via des appareils portables avec des patchs anti-transpiration ou des bracelets absorbants. Cependant, de nombreuses études doivent encore valider les mesures basées sur les capteurs de sueur avec des méthodes standard.
L’accumulation de contaminants de la sueur sur les capteurs, tels que les lipides et les protéines, appelée bioencrassement, peut interférer avec la précision. Des alternatives, telles que les couches anti-encrassement, les stabilisateurs d’enzymes et les membranes sélectives, sont à l’étude pour prévenir l’encrassement biologique et améliorer la fiabilité et la précision des capteurs. De nombreuses études ont mesuré le sodium dans la sueur, montrant une stabilité pendant l’exercice.
Quelques études les ont indirectement validées en examinant les modifications de la sueur dans différentes conditions physiologiques. De plus, des recherches émergentes suggèrent que les patchs portables peuvent mesurer les marqueurs inflammatoires, y compris la CRP, dans la sueur.
Une étude de preuve de concept a révélé une détection précise de la CRP dans la sueur à l’aide de patchs sur des patients atteints de maladies inflammatoires de l’intestin. De plus, la comparaison avec des dosages standard a indiqué une forte corrélation.
Certaines études ont rapporté mesurer l’acide urique dans la sueur. Une étude a utilisé un patch de sueur en carbone capable de mesurer le sodium, le glucose et l’acide urique et a démontré la stabilité du patch dans la surveillance de l’acide urique en temps réel. Un futur portable pour surveiller le syndrome métabolique devrait également collecter des données sur le cortisol.
La recherche suggère que les patients atteints du syndrome métabolique présentent des niveaux accrus d’une enzyme convertissant la cortisone inactive en cortisol.
En outre, on suppose que la régulation des niveaux de cortisol pourrait diminuer les signes liés au syndrome métabolique tels que l’hypertension artérielle, la résistance à l’insuline et l’adiposité. Une étude a mesuré le cortisol et le glucose dans la sueur, démontrant une forte corrélation avec les méthodes standard de mesure du cortisol.
Matériaux et stabilité des capteurs
Le matériau de détection optimal, le site anatomique et la stabilité et la robustesse du capteur doivent être pris en compte pour le développement de capteurs. Les capteurs qui s’alimentent à partir de réactions électrochimiques promettent d’éliminer les batteries, bien que plusieurs défis persistent pour traduire cela en solutions pratiques. En outre, la biocompatibilité des nouveaux matériaux/composants avec la peau doit également être explicitement évaluée.
Plusieurs études ont indiqué la stabilité des capteurs de sueur dans diverses conditions physiologiques. Un capteur idéal doit être stable et durable dans des conditions environnementales changeantes. Le vieillissement et la dégradation des produits biologiques dans les capteurs peuvent réduire la sensibilité et la fiabilité.
De plus, les composés polymères et inorganiques peuvent se dégrader avec le temps. Ainsi, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour aborder le vieillissement des composants des capteurs.
Capteur intégré
Les preuves suggèrent que les systèmes multi-capteurs peuvent améliorer la capacité prédictive de détecter les événements de santé pertinents. Bien que la diaphonie électronique puisse être résolue grâce à plusieurs modalités de détection, la diaphonie chimique reste une préoccupation potentielle, en particulier avec les biocapteurs générant du peroxyde d’hydrogène lors des interactions avec les analytes.
Néanmoins, des systèmes microfluidiques ont été proposés comme solution, dans laquelle le flux de sueur peut être divisé et canalisé dans des capteurs individuels.
En outre, un futur appareil portable pour le syndrome métabolique devrait mesurer l’obésité abdominale et l’activité physique. L’aspect pratique et le confort du patient doivent être pris en compte lors de la sélection d’un site anatomique approprié pour la collecte continue et non invasive de la sueur.
En outre, placer correctement le portable dans des environnements chauds et froids est essentiel pour la précision et l’efficacité.
Remarques finales
En somme, les appareils portables à base de sueur peuvent potentiellement obtenir des données vitales sur les biomarqueurs du syndrome métabolique et des affections connexes et peuvent s’avérer inestimables pour les personnes à risque de maladies cardiovasculaires et de diabète.
Bien que le développement d’un appareil portable intégré soit faisable, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer le site anatomique optimal, en tenant compte de la densité des glandes sudoripares et du taux de sudation, et pour valider l’efficacité et la fiabilité des appareils portables.
