Ce petit patch pourrait être l’avenir de la technologie portable

Au cours des deux dernières années, le segment des appareils portables – pensez aux montres intelligentes et aux bracelets de fitness – semble avoir stagné dans l’intégration de nouvelles capacités de biodétection. Certes, l’ingénierie sous sa forme miniaturisée n’est pas facile, mais en même temps, nous avons assisté à des avancées surprenantes dans le domaine des appareils portables.

Le dernier en date est une gracieuseté d'experts de l'Université technologique de Nanyang à Singapour. L'équipe a développé un pansement qui ressemble à un pansement, capable d'analyser la sueur et de trouver des biomarqueurs. Dans le domaine de la microfluidique, la sueur est considérée comme une mine d’or de données de détection de la santé et comme la prochaine grande avenue pour la technologie portable.

Dans un article de recherche publié dans la revue Analytical Chemistry , l'équipe décrit un film à base d'hydrogel doté de récipients chimiques séparés pour identifier les niveaux de lactate, d'urée et de glucose dans la sueur. La méthode est totalement non invasive, ce qui signifie que toutes les données sont analysées à partir de la sueur apparaissant sur la peau après toute forme d'entraînement.

Le bandage intègre un minuscule laser, qui constitue le cœur du capteur. Cet assemblage est enveloppé de minuscules gouttelettes de cristaux liquides, ce qui permet de contrôler le fonctionnement du laser. Ces gouttelettes remplies au laser ont ensuite été déposées sur un matériau doux et gélatineux appelé hydrogel, ce qui rend le patch flexible et confortable à porter.

L’équipe affirme qu’il s’agit du premier capteur portable de ce type capable de détecter et de mesurer divers produits chimiques présents dans la sueur avec une précision incroyable. Ce qui le rend spécial, c’est qu’il peut détecter un large éventail de ces produits chimiques, depuis de très petites quantités jusqu’à des concentrations beaucoup plus importantes.

Lorsqu'il est appliqué sur la peau, il utilise la lumière du laser pour détecter et mesurer des produits chimiques ou des substances spécifiques présents dans le corps. Dans ce cas, les biomarqueurs sont l’urée, le glucose et le lactate. Le meilleur, c'est que ce patch peut fournir des résultats d'analyse en quelques minutes seulement, évitant ainsi aux utilisateurs d'avoir à se rendre dans une clinique ou à gérer des machines encombrantes.

Et voici la meilleure partie. Il suffit d’éclairer le pansement et un smartphone effectuera l’analyse. L’équipe s’est appuyée sur une application pour lire les données de fluctuation de la lumière et les interpréter. "Dans des expériences réelles, le plâtre 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", explique l'équipe.

« Notre innovation représente un moyen non invasif, rapide et efficace permettant aux patients diabétiques de surveiller leur santé. En combinant un microlaser avec un film d'hydrogel souple, nous avons démontré la faisabilité d'un laser portable pour offrir une expérience de surveillance de la santé plus agréable aux patients », explique le professeur Chen Yu-Cheng de l'École d'ingénierie électrique et électronique (EEE) de l'institution.

Parmi les biomarqueurs mentionnés ci-dessus, le glucose est actuellement une cible privilégiée pour des géants comme Apple et Samsung. Cependant, aucune des deux sociétés n’a jusqu’à présent perfectionné sa technologie d’analyse du glucose basée sur une montre intelligente, et il faudra peut-être un certain temps avant de la voir sur le marché. La course est serrée, et à juste titre.

À l’heure actuelle, l’analyse de la glycémie à la maison nécessite de piquer la peau et d’en prélever une gouttelette pour une analyse chimique. C’est invasif et tout le monde n’est pas à l’aise avec cela. Cela explique également pourquoi plusieurs équipes recherchent des moyens d’analyser la glycémie à l’aide de LED, comme celles que l’on voit sur les biocapteurs des montres intelligentes.

La peau flexible développée par l'équipe de NTU est un pas dans la bonne direction. Il s’agit d’une solution peu coûteuse et jetable, et selon le document de recherche, « la gamme de biomolécules détectables peut être élargie, comme les médicaments sécrétés dans la sueur, les produits chimiques pathologiques et autres ».

Dans le contexte de montres intelligentes offrant des capacités similaires, celle-ci s’apparente davantage à une solution temporaire. J'ai interrogé l'équipe derrière le patch de biodétection, et ils m'ont dit qu'il ne pouvait pas être intégré dans un facteur de forme de montre intelligente ou de bracelet de fitness. Cela dépend principalement du modèle de détection impliqué.

« Le capteur développé n’étant actuellement pas réutilisable, il ne convient pas pour être fixé sur une montre intelligente, d’autant plus que la technologie repose sur des produits chimiques. Les appareils portables sont principalement adaptés aux signaux physiques tels que le rythme cardiaque, la pression, etc., car ils ne nécessitent pas de liquide pour les mesures », ont déclaré les experts de NTU à Digital Trends.

Mais que nous puissions ou non intégrer ce correctif à une montre intelligente, le potentiel est énorme. Pourquoi ne pas le considérer comme un produit à part entière ? Plusieurs marques, comme Ultrahuman, proposent déjà des patchs cutanés équipés de capteurs pour surveiller la santé lorsque vous êtes connecté à un téléphone.

Ensuite, il y a l’aspect polyvalence. Le patch intelligent développé par l’équipe NTU peut déjà détecter deux classes supplémentaires de biomolécules : le lactate et l’urée. De plus, en modifiant les gouttelettes de cristaux liquides cholestériques (CLC) dans le film d’hydrogel, le patch peut détecter encore plus de biomolécules.

Prenons, par exemple, l'urée. Il existe une forte corrélation entre les niveaux d'urée dans la sueur et les problèmes liés au diabète, et cela indique également des problèmes rénaux. Fait intéressant, un article publié dans la revue Physiological Measurement détaille une approche permettant de mesurer le niveau d'urée dans la sueur à l'aide d'un capteur de lumière, un peu comme les montres intelligentes.

Ensuite, nous avons les niveaux de lactate. L'analyse des niveaux de lactate pourrait être une aubaine pour les sportifs, car ce produit chimique présent dans la sueur est utilisé pour mesurer l' intensité des entraînements et les performances sportives . Fait intéressant, comme le détaille cet article paru dans Scientific Reports , une analyse continue non invasive des niveaux de lactate dans la sueur est possible à l’aide d’un biocapteur personnalisé.

Des patchs non invasifs épidermiques et basés sur des électrodes ont également été développés. De nombreuses recherches confirment que nous sommes à l’aube d’une nouvelle avancée dans le domaine de la biodétection portable.

Tout ce dont nous avons besoin, c'est d'une marque prête à expérimenter une nouvelle catégorie de produits ou à s'appuyer sur la recherche qui relève de son domaine d'ingénierie pour les montres et bracelets intelligents. Et, bien sûr, soyez éthique, contrairement à l'enfer déclenché par le vilain procès Apple-Masimo concernant une technologie portable brevetée qui a conduit à l'interdiction des montres Apple .