INCONTINENCE : De nouvelles protections intelligentes

Ce nouveau capteur, présenté dans les Nano Letters, permet le développement de protections intelligentes contre l’incontinence et, très probablement le développement futur de toute une gamme d'autres moniteurs de santé. Développée par une équipe de bioingénieurs de la Penn State, la protection comporte 4 ces capteurs qui détectent l'humidité et alertent de la nécessité de changement.

Ces capteurs viennent remplacer le mécanisme naturel des bébés qui alertent leurs parents qu'ils ont besoin d'un changement de couche, et vont alerter les soignants et les aidants qui prennent soin des patients âgés, leur apportant ainsi un meilleur confort et une meilleure qualité de vie, mais permettant également une meilleure gestion des protections au sein des établissements.  

D’abord exploité dans ces protections intelligentes, le capteur pourra trouver de nombreuses applications dans d’autres dispositifs de détection de problèmes de santé majeurs comme l'arrêt cardiaque et la pneumonie, précise ainsi l’auteur principal, Huanyu « Larry » Cheng, professeur de sciences de l'ingénieur et de mécanique à Penn State.

Le nouveau capteur ouvre la voie à des moniteurs de santé portables et autonomes

Le capteur sous forme d’électrode est créé à l'aide d'un crayon, dessiné sur du papier traité avec une solution de chlorure de sodium. Il est très sensible aux changements d'humidité et fournit des lectures précises sur une large gamme de niveaux d'humidité relative, de 5,6 % à 90 %. Il répond ainsi plus largement au besoin en soins de santé de pouvoir évaluer les niveaux d'humidité pour des utilisations telles que la surveillance respiratoire et la détection de l'humidité de la peau. Cependant jusque-là il s’était avéré difficile d'obtenir une sensibilité élevée, une biocompatibilité et une élimination facile du dispositif, avec des processus de fabrication simples et peu coûteux.

« le capteur a juste à être dessiné en suivant les lignes d'une électrode pré-tracée sur un morceau de papier traité. Cela peut être fait simplement et rapidement ».

La technologie exploite la façon dont le papier réagit naturellement aux changements d'humidité et utilise le graphite du crayon pour interagir avec les molécules d'eau et la solution de chlorure de sodium. Au fur et à mesure que les molécules d'eau sont absorbées par le papier, la solution devient ionisée et les électrons commencent à circuler vers le graphite dans le crayon, déclenchant le capteur, qui détecte ces changements d'humidité dans l'environnement et envoie un signal à un smartphone, qui affiche et enregistre les données.

En dessinant sur le papier prétraité en suivant les lignes prétraitées, l’opérateur crée une carte de circuit imprimé en papier miniaturisée. Le papier peut être connecté à un ordinateur avec des fils de cuivre et une pâte d'argent conductrice pour agir comme un détecteur d'humidité environnementale. Pour les applications sans fil, telles que ces protections intelligentes, le dessin est connecté à une minuscule batterie au lithium qui alimente la transmission de données vers un smartphone via Bluetooth.

De nombreuses autres applications possibles :

• la fréquence respiratoire est un signe vital fondamental et la recherche a montré qu'elle était un indicateur précoce de toute une série de pathologies, dont les événements cardiaques, la pneumonie et une détérioration clinique. L'équipe a donc reproduit le même système sur un masque facial traité avec une solution. Le capteur qui fait la différence entre la respiration par la bouche et la respiration par le nez permet de caractériser 3 comportements respiratoires : profond, régulier et rapide. Des données qui pourraient être utilisées pour détecter l'apparition de différentes maladies, telles que l'arrêt respiratoire et l'essoufflement, et ouvrir de nouvelles opportunités dans la télémédecine.
• La sueur est un autre marqueur prometteur :  le capteur pourrait aussi détecter des facteurs de stress émotionnels comme l’effort cognitif, la chaleur, le froid, l'effort physique et la fatigue induite par l'exercice.

Les applications du capteur d'humidité vont au-delà des protections intelligentes et de la surveillance de l'humidité, de la respiration et de la transpiration.

« Quand nous pensons à ce que nous avons appris de la pandémie sur la nécessité de limiter le contact du corps avec les surfaces partagées, un capteur comme celui-ci devient un outil important pour éliminer le risque de contamination ».

Source: Nano Letters 30 Dec, 2022 DOI : 10.1021/acs.nanolett.2c04384 Pencil-on-Paper Humidity Sensor Treated with NaCl Solution for Health Monitoring and Skin Characterization

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Équipe de rédaction SantélogFév 8, 2023Rédaction Santé log