Des scientifiques de l'Université technologique de Nanyang, à Singapour (NTU Singapore), ont développé un « pansement » ou un pansement qui mesure les « biomarqueurs » corporels qui peuvent indiquer la santé ou la maladie grâce à la transpiration, ouvrant la voie à une nouvelle méthode non invasive et efficace pour les patients de surveiller leur santé.
La sueur humaine contient des biomarqueurs tels que le glucose, le lactate et l'urée qui indiquent divers problèmes de santé et peuvent être collectés de manière non invasive et indolore, ce qui la rend idéale pour la surveillance quotidienne, a déclaré l'équipe de chercheurs de l'Université nationale de technologie de l'Université de technologie de l'Ouest (NTU) à l'École de génie électrique et électronique (EEE).
Les patients diabétiques ont généralement recours à un test invasif de piqûre au doigt pour surveiller eux-mêmes leur glycémie. Les patients doivent se piquer le doigt pour recueillir une petite goutte de sang sur une bandelette avant de l'insérer dans un lecteur de glycémie portable pour effectuer une mesure. Une autre solution consiste à utiliser des dispositifs de surveillance à base de capteurs, coûteux et rigides, qui doivent être fixés sur la peau du patient pendant des périodes prolongées.
En encapsulant un microlaser dans des gouttelettes de cristaux liquides et en incorporant le liquide dans un film d'hydrogel souple, l'équipe de NTU a créé un dispositif de détection compact et flexible basé sur la lumière – comme un pansement qui peut fournir des lectures de biomarqueurs très précises en quelques minutes.
Chen Yu-Cheng, professeur adjoint à l'École d'ingénierie et de technologie de Nanyang et directeur du Centre des biodispositifs et de la bioinformatique de la NTU, a déclaré : « Notre innovation représente un moyen non invasif, rapide et efficace pour les patients diabétiques de surveiller leur santé. En combinant un microlaser avec un film hydrogel souple, nous avons démontré la faisabilité d'un laser portable pour offrir une expérience de surveillance de la santé plus agréable aux patients. »
L’équipe de recherche de la NTU a déclaré que son innovation soutenait les soins de santé à Singapour et dans le monde, où la prévalence du diabète est en hausse. À Singapour, plus de 400 000 Singapouriens vivent avec la maladie, et ce nombre devrait dépasser le million d’ici 2050.
L'innovation, rapportée dans la revue Chimie analytiques'aligne sur le pilier de recherche de l'Université NTU 2025, un plan stratégique quinquennal qui vise à tirer parti de la recherche innovante au profit de la société et de la santé de la population.
Détection de plusieurs biomarqueurs
L'équipe de la NTU a créé son dispositif de plâtre en intégrant des microlasers dans des gouttelettes de cristaux liquides. Les microlasers sont personnalisés pour détecter trois types différents de biomarqueurs (lactate, glucose, urée). Un point de cristal liquide de couleur différente sur le plâtre distingue chaque biomarqueur.
Lorsque la sueur interagit avec le pansement, la quantité de lumière émise par les microlasers varie en fonction de la concentration des biomarqueurs présents. Pour lire les niveaux de biomarqueurs, les utilisateurs braquent une source lumineuse sur le pansement et la lumière émise par les capteurs microlasers est analysée et traduite à l'aide d'une application mobile.
Lors d'expériences réelles, le pansement a réussi à détecter de minuscules fluctuations des niveaux de glucose, de lactate et d'urée dans la sueur jusqu'à 0,001 millimètre (mm), ce qui est 100 fois mieux que la technologie similaire actuelle.
L'équipe de la NTU estime que son innovation est le premier dispositif de détection portable capable de mesurer plusieurs biomarqueurs dans la sueur avec une sensibilité et une plage dynamique ultra-élevées. La sensibilité permet de suivre une plage dynamique (faible à élevée) dans les niveaux de biomarqueurs, ce qui fournit des informations complètes sur la santé des patients, explique l'équipe.
Notre appareil est capable de détecter à la fois les niveaux élevés et faibles des biomarqueurs. Cela est particulièrement bénéfique pour les patients diabétiques, car les appareils de surveillance de la santé similaires actuels se concentrent uniquement sur le suivi des niveaux élevés de glucose, mais pas des niveaux anormaux ou faibles de glucose, qui peuvent indiquer d'autres complications de santé. En comparaison, notre appareil fournira une image plus claire de l'état de santé des utilisateurs grâce à une variété de mesures capturées.
Nie Ningyuan, premier auteur de l'étude, doctorant à la NTU
En tant qu'expert indépendant, le Dr Lin Chun-Hsien, médecin à l'hôpital universitaire national de Taiwan, à Taiwan, a déclaré : « Les patients diabétiques doivent surveiller fréquemment leur taux de glycémie pour leur sécurité, par exemple pour éviter l'hypoglycémie, qui est une condition dans laquelle le taux de sucre dans le sang chute trop bas. En tant qu'endocrinologue, je rencontre souvent des patients qui craignent la douleur et les saignements lors de l'utilisation du test par piqûre au doigt. J'espère que cet appareil portable non invasif à base de laser développé par l'équipe de NTU Singapore pourra fournir un moyen plus pratique et plus efficace de surveiller la glycémie des patients. Sa capacité à mesurer d'autres biomarqueurs est également un avantage supplémentaire, qui offrira davantage de données de santé au bénéfice des patients et des médecins. »
Pour les prochaines étapes, l’équipe de recherche prévoit d’affiner les capteurs microlaser pour détecter une plus grande variété de substances, y compris les médicaments et autres produits chimiques présents dans la sueur.
