"petit laboratoire" implanté sous la peau transmet les niveaux de marqueur sanguin



Les scientifiques en Suisse ont développé un «petit laboratoire» sur une puce qui, lorsqu'il est implanté juste sous la peau, peut suivre les niveaux de jusqu'à cinq substances dans le sang et transmettre les résultats sans fil à un smartphone ou autre dispositif de réception dans un réseau de «télémédecine». Ils suggèrent que l'appareil pourrait être prêt pour le marché en quatre ans et qu'il possède de nombreuses utilisations possibles, par exemple en aidant les médecins à surveiller les patients subissant une chimiothérapie.

D'autres équipes ont développé des dispositifs implantables similaires, mais l'équipe de l'Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) affirme que la leur est la première à surveiller plusieurs marqueurs de sang en même temps.

Les chefs d'équipe Giovanni de Micheli et Sandro Carrara disent qu'ils expérimentent toujours le prototype d'appareil, mais ils peuvent détecter de manière fiable plusieurs substances couramment traçées.

Patch d'implantation et de peau

Le dispositif comprend deux parties: le «petit laboratoire» qui est implanté sous la peau et un «patch intelligent», qui se trouve près de l'implant à l'extérieur de la peau.

L'implant mesure 14 mm par 2 mm et contient cinq capteurs de taille nanométrique qui détectent. Il est inséré dans le tissu interstitiel juste sous la peau de l'abdomen, ou des bras ou des jambes, avec une aiguille.

Le correctif intelligent est à peu près de la taille d'une carte de crédit et fait deux choses: il délivre 1/10 de puissance de l'implant par induction par la peau (il n'est donc pas nécessaire d'opérer si les piles doivent être remplacées), et il reçoit également des données via Ondes radio de l'implant qu'il traite et transmet par Bluetooth.

L'équipe a déjà testé l'appareil pour cinq substances différentes et a montré qu'il est aussi fiable de les mesurer que les tests sanguins traditionnels.

Challenge de conception impliquant de nombreuses disciplines

Le projet de développement de l'appareil fait partie de l'initiative suisse Nano-Tera qui vise à rassembler des chercheurs issus de différentes disciplines médicales et environnementales. L'équipe qui a développé ce prototype comprend des experts en électronique, en informatique, en biologie et en médecine.

Une caractéristique clé de la technologie de l'appareil est les nanosensors. Un grand soin a été pris dans leur développement, disent les scientifiques.

La surface de chaque capteur est revêtue d'une enzyme qui capture le composé cible, par exemple le lactate, le glucose ou l'ATP.

De Micheli dit:

"Potentiellement, nous pourrions détecter à peu près n'importe quoi, mais les enzymes ont une durée de vie limitée, et nous devons les concevoir pour durer aussi longtemps que possible".

À l'heure actuelle, les enzymes durent environ 6 semaines, ce qui est assez long pour de nombreuses applications, explique De Micheli. En outre, parce que l'implant est si petit, il n'est pas difficile d'enlever et de le remplacer par un nouveau.

Un autre défi pour la conception était l'électronique, en particulier la petite bobine électrique qui reçoit une puissance inductive du patch.

"Il n'était pas facile d'obtenir un système comme celui-ci sur un dixième de watt", explique De Micheli.

Lui et ses collègues espèrent que l'appareil sera commercialisé en 4 ans.

Les applications potentielles incluent la chimiothérapie personnalisée

Les scientifiques croient que l'appareil aidera les médecins à fournir des soins plus personnalisés à leurs patients que les tests de sang traditionnels peuvent fournir.

Ils seront en mesure de surveiller continuellement les patients, un grand avantage lors du traitement des personnes atteintes de maladie chronique ou subissant une chimiothérapie, par exemple.

À l'heure actuelle, les oncologues surveillent le progrès des patients atteints de cancer et la tolérance au dosage pendant la chimiothérapie avec des tests sanguins réguliers.

De Micheli s'attend à ce que l'appareil les aidera à administrer la dose optimale beaucoup plus facilement.

«Cela permettra un suivi direct et continu basé sur la tolérance individuelle d'un patient, et non sur les tableaux d'âge et de poids ni sur les analyses sanguines hebdomadaires», explique-t-il.

Une autre utilisation potentielle de l'implant consiste à surveiller les substances dans le corps afin d'anticiper le besoin d'intervention ou de médicaments, en envoyant des alertes lorsque les niveaux atteignent un point critique.

Dans une interview vidéo Carrara donne l'exemple de la façon dont certaines heures avant un événement cardiaque comme une crise cardiaque, les métabolites sont libérés dans la circulation sanguine. L'appareil pourrait être amorcé pour détecter ces métabolites et envoyer une alerte.

Une autre application potentielle aide les diabétiques à maîtriser leur glycémie.

Les résultats de la recherche sont présentés le 20 mars lors de la conférence Design, Automation et Test en Europe (DATE 13).

Un autre exemple de déménagement vers une chimiothérapie personnalisée a récemment été dévoilé par des scientifiques du Royaume-Uni qui proposent un test sanguin qui retrace les fragments d'ADN versés par les cellules tumorales mourantes pourrait un jour être utilisé pour surveiller à quel point les patients répondent au traitement du cancer.

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Section Des Questions Sur La Médecine: Pratique médicale