Un patch cutané portable peut surveiller l’hémoglobine en profondeur
Une équipe d’ingénieurs de l’université de Californie à San Diego a mis au point un patch électronique, capable de surveiller les biomolécules présentes dans les tissus profonds, notamment l’hémoglobine.
Un patch électronique surveille les biomolécules
Les professionnels de la santé disposent ainsi d’un accès sans précédent à des informations cruciales, qui pourraient les aider à détecter des conditions potentiellement mortelles telles que des tumeurs malignes, des dysfonctionnements d’organes, des hémorragies cérébrales ou intestinales, etc.
« La quantité et la localisation de l’hémoglobine dans le corps fournissent des informations essentielles sur la perfusion sanguine ou l’accumulation dans des endroits spécifiques. Notre dispositif présente un grand potentiel pour la surveillance étroite de groupes à haut risque, permettant des interventions rapides à des moments urgents », a déclaré Sheng Xu, auteur correspondant de cette étude.
Ce nouveau capteur permet de surmonter certaines limites importantes des méthodes actuelles de surveillance des biomolécules. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) et la tomographie par rayons X reposent sur des équipements encombrants qui peuvent être difficiles à obtenir et ne fournissent généralement que des informations sur l’état immédiat d’une molécule, ce qui les rend inadaptés au suivi à long terme des biomolécules.
Il permet un suivi non invasif à long terme
Ce nouveau patch portable, souple et de faible encombrement, se fixe confortablement sur la peau et permet un suivi non invasif à long terme. Il peut réaliser une cartographie tridimensionnelle de l’hémoglobine avec une résolution spatiale submillimétrique dans les tissus profonds, jusqu’à plusieurs centimètres sous la peau, contrairement à d’autres dispositifs électrochimiques portables qui ne détectent les biomolécules qu’à la surface de la peau.
Il peut atteindre un contraste élevé avec d’autres tissus. Grâce à sa sélectivité optique, il peut élargir la gamme de molécules détectables, en intégrant différentes diodes laser de différentes longueurs d’onde, ainsi que ses applications cliniques potentielles.
Il est équipé de diodes laser pulsé
Ce patch est équipé de réseaux de diodes laser et de transducteurs piézoélectriques dans sa matrice souple en polymère de silicone. Les diodes laser émettent des lasers pulsés dans les tissus. Les biomolécules du tissu absorbent l’énergie optique et émettent des ondes acoustiques dans les milieux environnants.
« Les transducteurs piézoélectriques reçoivent les ondes acoustiques, qui sont traitées dans un système électrique pour reconstruire la cartographie spatiale des biomolécules émettrices d’ondes », explique Xiaoxiang Gao, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Xu et coauteur de cette étude.
« Grâce à ses impulsions laser de faible puissance, cette technique est également beaucoup plus sûre que les techniques à rayons X qui comportent des rayonnements ionisants », a déclaré Hongjie Hu, chercheur postdoctoral dans le groupe de Xu et coauteur de cette étude.
L’équipe continue de l’optimiser
Sur la base des résultats obtenus jusqu’à présent, l’équipe prévoit de poursuivre le développement de son appareil, notamment en réduisant le système de contrôle dorsal à un appareil de taille portable pour le pilotage des diodes laser, et l’acquisition des données, ce qui augmentera considérablement sa flexibilité et son utilité clinique potentielle.
Cette recherche a été publiée dans Nature Communications.
Source : University of California San Diego
Crédit photo : Pixabay