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Santé

Capteurs de sueur non invasifs pour une meilleure santé

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Les 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 maladies telles que l’anxiété et l’hypertension.

Une innovation dans le domaine de la santé

Wenzhuo Wu, professeur agrégé de 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 instance de brevet et appelés ÉPIQUESont une sensibilité plus élevée 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 produite dans le corps humain en tant que produit final du métabolisme des purines. Il agit également comme une sorte d’alarme qui déclenche une inflammation en tant que réponse immunitaire.

« Une variation de la concentration d’UA pourrait indiquer des maladies physiologiques telles que la goutte, l’hyperuricémie et l’hypertension, ainsi que des troubles psychologiques tels 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 affectent 8,74 % de la population américaine et coûtent chaque année 33,7 milliards de dollars en dépenses médicales connexes.

Enzhuo Wu (à droite), Ravi et Eleanor Talwar Rising Star, professeur agrégé de génie industriel à l’Université Purdue, et le doctorant Jing Jiang travaillent sur la caractérisation fondamentale d’un nouveau capteur portable non invasif qui surveille les niveaux d’acide urique chez l’homme. transpirer. Les travaux de Wu pourraient permettre un diagnostic, une thérapie et un pronostic sans précédent pour plusieurs maladies, notamment l’anxiété et l’hypertension. (Crédit : Fondation Purdue Research/Jennifer Mayberry)

Limites de la surveillance traditionnelle de l’acide urique

Les mesures cliniques bien établies des taux sanguins d’UA utilisées pour surveiller le métabolisme et la nutrition présentent cependant des inconvénients.

 » La nature intrusive du prélèvement sanguin et le délai entre le prélèvement des échantillons et l’analyse constituent des obstacles majeurs, en particulier pour les traitements personnalisés à distance comme la prévention des crises et le suivi nutritionnel en temps réel. dit le professeur Wu.

Il a ajouté que la surveillance des niveaux d’UA dans les échantillons de sueur présente l’avantage d’être non invasive et d’offrir des résultats en temps réel.

Capteurs Purdue EPICS

Wu et son équipe ont développé EPICS, des capteurs flexibles et non invasifs qui surveillent l’acide urique présent dans la sueur humaine. Ils ont créé les capteurs à partir d’oxyde de zinc, un matériau non toxique, biocompatible et électrochimiquement actif.

 » Notre conception permet une surveillance non invasive de l’UA avec des performances améliorées par une énergie mécanique autrement gaspillée, comme celle du corps humain. », a conclu le professeur Wu.  » Les principes fondamentaux de la piézo-électrocatalyse peuvent également être étendus à d’autres matériaux piézoélectriques dotés de propriétés catalytiques pour une détection haute performance dans les domaines biomédical, pharmaceutique et agricole.. »

Synthétique

Les chercheurs ont développé des capteurs non invasifs qui pourraient changer la façon dont nous surveillons et traitons certaines conditions physiologiques et psychologiques. Ces capteurs, appelés ÉPIQUES, sont capables de surveiller les niveaux d’acide urique dans la sueur humaine, fournissant ainsi une méthode non invasive en temps réel pour le diagnostic, le traitement et le pronostic d’affections telles que l’anxiété et l’hypertension. Les premiers tests 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 tant que réponse immunitaire. Les changements dans la concentration d’UA peuvent indiquer des maladies physiologiques telles que la goutte, l’hyperuricémie et l’hypertension, ainsi que des troubles psychologiques tels que 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 taux sanguins d’UA utilisées pour surveiller le métabolisme et la nutrition présentent des inconvénients. Le caractère intrusif du prélèvement sanguin et le délai entre le prélèvement des échantillons et l’analyse constituent des obstacles majeurs, notamment pour les traitements personnalisés à distance.

Que sont les capteurs EPICS ?

Les EPICS sont des capteurs flexibles et non invasifs qui surveillent l’acide urique présent dans la sueur humaine. Ils ont été créés à partir d’oxyde de zinc, un matériau non toxique, biocompatible et électrochimiquement actif.

Les capteurs EPICS permettent une surveillance non invasive de l’UA avec des performances améliorées par une énergie mécanique autrement gaspillée, comme celle du corps humain. Les principes fondamentaux de la piézo-électrocatalyse peuvent également être étendus à d’autres matériaux piézoélectriques dotés de propriétés catalytiques pour une détection haute performance dans les domaines biomédical, pharmaceutique et agricole.

Quels sont les résultats des tests des capteurs EPICS ?

Les premiers tests ont montré que les capteurs EPICS surpassent les capteurs traditionnels en termes de sensibilité et de limites de détection. Des tests supplémentaires viseront à valider la détection sur le corps d’EPICS et à évaluer les performances du capteur au fil du temps.

Principales leçons

Enseignements
L’acide urique est un indicateur de plusieurs conditions physiologiques et psychologiques.
Les méthodes traditionnelles de surveillance de l’UA présentent des inconvénients, notamment leur nature intrusive et le délai entre le prélèvement des 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.
Des tests supplémentaires viseront à valider la détection sur le corps d’EPICS et à évaluer les performances du capteur au fil du temps.

Les références

Légende de l’illustration principale : Des chercheurs du College of Engineering de l’Université Purdue ont créé de nouveaux capteurs portables non invasifs 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 : Photo de la Purdue Research Foundation/Jennifer Mayberry

Wu, Wenzhuo et coll. « Capteurs portables non invasifs pour la surveillance de l’acide urique dans la sueur humaine. » Nanoénergie, 2023. 10.1016/j.nanoen.2023.108978

( En écrivant )

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