Des chercheurs développent des dispositifs médicaux non invasifs pour une surveillance et un traitement plus précis de certaines conditions physiologiques et psychologiques. Ces capteurs portables innovants pourraient révolutionner la façon dont nous diagnostiquons et traitons des conditions telles que l’anxiété et l’hypertension.
Une innovation dans le domaine de la santé
Wenzhuo Wu, professeur associé en génie industriel à l’Université Purdue, et son équipe ont créé de nouveaux capteurs portables non invasifs qui surveillent les niveaux d’acide urique (UA) dans la sueur humaine. Ces capteurs, en attente de brevet et appelés EPICS, ont une sensibilité supérieure et une meilleure portabilité et peuvent être fabriqués à partir de matériaux moins coûteux que les capteurs traditionnels qui mesurent les niveaux d’acide urique.
Un article sur cette recherche a été publié dans la revue scientifique Nano Energy.
L’impact de l’acide urique
Le Professeur Wu explique que l’UA est produit dans le corps humain comme produit final du métabolisme des purines. Il agit également comme une sorte d’alarme qui déclenche une inflammation en réponse immunitaire.
«La variation de la concentration d’UA pourrait indiquer des maladies physiologiques telles que la goutte, l’hyperuricémie et l’hypertension, ainsi que des conditions psychologiques telles que l’anxiété et la dépression», a ajouté le Professeur.
Il a ajouté que les maladies physiologiques associées à des niveaux anormaux d’UA affectent environ 1% à 4% de la population mondiale et coûtent plus de 20 milliards de dollars en dépenses médicales annuelles. Les conditions psychologiques associées à des niveaux anormaux d’UA touchent 8,74% de la population américaine et coûtent 33,7 milliards de dollars en dépenses médicales connexes chaque année.
Les limites de la surveillance traditionnelle de l’acide urique
Les mesures cliniques bien établies des niveaux d’UA dans le sang utilisées pour le contrôle du métabolisme et de la nutrition ont toutefois des inconvénients.
« La nature intrusive de la collecte de sang et le retard entre la collecte d’échantillons et l’analyse sont des obstacles majeurs, en particulier pour les traitements à distance personnalisés comme la prévention des crises et le contrôle de la nutrition en temps réel », a indiqué le Professeur Wu.
Il a ajouté que la surveillance des niveaux d’UA dans les échantillons de sueur présente les avantages d’être non invasive et d’offrir des résultats en temps réel.
Les capteurs EPICS de Purdue
Wu et son équipe ont développé les EPICS, des capteurs flexibles et non invasifs qui surveillent l’acide urique dans la sueur humaine. Ils ont créé les capteurs à partir d’oxyde de zinc, un matériau non toxique, biocompatible et électrochimiquement actif.
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« Notre conception permet la possibilité d’une surveillance non invasive de l’UA avec une performance améliorée par l’énergie mécanique autrement gaspillée, comme celle du corps humain », a conclu le Professeur Wu. « Les principes fondamentaux de la piezo-électrocatalyse peuvent également être étendus à d’autres matériaux piézoélectriques avec des propriétés catalytiques pour une détection de haute performance dans les domaines biomédical, pharmaceutique et agricole. »
En synthèse
Les chercheurs ont mis au point des capteurs non invasifs qui pourraient changer la façon dont nous surveillons et traitons certaines conditions physiologiques et psychologiques. Ces capteurs, appelés EPICS, sont capables de surveiller les niveaux d’acide urique dans la sueur humaine, offrant une méthode non invasive et en temps réel pour le diagnostic, le traitement et le pronostic de conditions telles que l’anxiété et l’hypertension. Les tests initiaux ont montré que les capteurs EPICS surpassent les capteurs traditionnels en termes de sensibilité et de limites de détection.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que l’acide urique (UA) et pourquoi est-il important ?
L’acide urique est un produit final du métabolisme des purines dans le corps humain. Il agit comme une sorte d’alarme qui déclenche une inflammation en réponse immunitaire. Les variations de la concentration d’UA peuvent indiquer des maladies physiologiques comme la goutte, l’hyperuricémie et l’hypertension, ainsi que des conditions psychologiques comme l’anxiété et la dépression.
Quels sont les inconvénients des méthodes traditionnelles de surveillance de l’UA ?
Les méthodes cliniques bien établies de mesure des niveaux d’UA dans le sang utilisées pour le contrôle du métabolisme et de la nutrition ont des inconvénients. La nature intrusive de la collecte de sang et le retard entre la collecte d’échantillons et l’analyse sont des obstacles majeurs, en particulier pour les traitements à distance personnalisés.
Qu’est-ce que les capteurs EPICS ?
Les EPICS sont des capteurs flexibles et non invasifs qui surveillent l’acide urique dans la sueur humaine. Ils ont été créés à partir d’oxyde de zinc, un matériau non toxique, biocompatible et électrochimiquement actif.
Comment fonctionnent les capteurs EPICS ?
Les capteurs EPICS permettent une surveillance non invasive de l’UA avec une performance améliorée par l’énergie mécanique autrement gaspillée, comme celle du corps humain. Les principes fondamentaux de la piezo-électrocatalyse peuvent également être étendus à d’autres matériaux piézoélectriques avec des propriétés catalytiques pour une détection de haute performance dans les domaines biomédical, pharmaceutique et agricole.
Quels sont les résultats des tests des capteurs EPICS ?
Les tests initiaux ont montré que les capteurs EPICS surpassent les capteurs traditionnels en termes de sensibilité et de limites de détection. Les tests supplémentaires viseront à valider la détection sur le corps des EPICS et à évaluer la performance du capteur dans le temps.
Principaux enseignements
| Enseignements |
|---|
| L’acide urique est un indicateur de plusieurs conditions physiologiques et psychologiques. |
| Les méthodes traditionnelles de surveillance de l’UA ont des inconvénients, notamment leur nature intrusive et le retard entre la collecte d’échantillons et l’analyse. |
| Les capteurs EPICS, développés par l’équipe de Wenzhuo Wu, permettent une surveillance non invasive de l’UA dans la sueur humaine. |
| Les capteurs EPICS sont fabriqués à partir d’oxyde de zinc, un matériau non toxique, biocompatible et électrochimiquement actif. |
| Les capteurs EPICS surpassent les capteurs traditionnels en termes de sensibilité et de limites de détection. |
| Les tests supplémentaires viseront à valider la détection sur le corps des EPICS et à évaluer la performance du capteur dans le temps. |
Références
Légende illustration principale : Des chercheurs du College of Engineering de l’université de Purdue ont créé de nouveaux capteurs non invasifs et portables qui surveillent les niveaux d’acide urique dans la sueur humaine. Un article sur cette recherche a été publié dans la revue à comité de lecture Nano Energy. Crédit : Purdue Research Foundation photo/Jennifer Mayberry
Wu, Wenzhuo et al. « Noninvasive, wearable sensors for monitoring of uric acid in human sweat. » Nano Energy, 2023. 10.1016/j.nanoen.2023.108978
