Une équipe de l'Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapore) a développé un appareil portable qui produit des images 3D haute résolution de la peau humaine en 10 minutes. L'équipe affirme que l'appareil portable de cartographie de la peau pourrait être utilisé pour évaluer la gravité d'affections cutanées telles que l'eczéma et le psoriasis.

La cartographie cutanée en 3D pourrait être utile aux cliniciens, comme la plupart des équipements utilisés pour évaluer les affections cutanées ne fournissent que des images 2D de la surface de la peau. Comme l'appareil cartographie également la profondeur des crêtes et des rainures de la peau jusqu'à 2 mm, cela pourrait également aider à surveiller la cicatrisation des plaies. L'appareil presse un film spécialement conçu sur la peau du sujet pour obtenir une empreinte jusqu'à 5 par 5 centimètres, qui est ensuite soumis à une charge électrique, générer une image 3D.

Les chercheurs ont conçu et imprimé en 3D un prototype de leur appareil à l'aide d'acide polylactique (PLA), un bioplastique biodégradable. L'appareil à piles, qui mesure 7 cm sur 10 cm, ne pèse que 100 grammes.

Le prototype made-in-NTU est développé à une fraction du coût des appareils avec des technologies comparables, tels que les machines de tomographie par cohérence optique (OCT), qui peut coûter des milliers de dollars et peser jusqu'à 30 kilogrammes.

Professeur adjoint Grzegorz Lisak de l'École de génie civil et environnemental de NTU, qui a dirigé la recherche, mentionné, "Notre non invasif, Un dispositif simple et peu coûteux pourrait être utilisé pour compléter les méthodes actuelles de diagnostic et de traitement des maladies de la peau. Dans les zones rurales qui n'ont pas facilement accès aux soins de santé, le personnel non formé en médecine peut faire des cartes cutanées à l'aide de l'appareil et les envoyer aux médecins pour évaluation. »

Fournir un commentaire indépendant sur la façon dont le dispositif peut être utile aux cliniciens, Dr Yew Yik Weng, un dermatologue consultant au National Skin Center et un professeur adjoint à la Lee Kong Chian School of Medicine de NTU, a déclaré:"La technologie est un moyen intéressant de cartographier la texture de la surface de la peau humaine. Cela pourrait être une méthode utile pour cartographier la texture de la peau et la cicatrisation des plaies en 3D, ce qui est particulièrement important dans la recherche et les essais cliniques. Comme l'appareil fonctionne sur batterie et est portable, il y a beaucoup de potentiel dans son développement en un outil d'évaluation au point de service en milieu clinique. »

Le professeur adjoint, le Dr Yew, a déclaré :"L'appareil pourrait être particulièrement utile dans les études impliquant la cicatrisation des plaies, car nous manquons actuellement d'un outil qui cartographie la longueur et la profondeur des crêtes cutanées. Actuellement, nous nous appuyons sur des photographies ou des mesures dans nos essais qui ne pouvaient fournir qu'une évaluation en 2D."

Premier auteur de l'étude, Monsieur Fu Xiaoxu, un doctorat étudiant de l'école de génie civil et environnemental de NTU, a déclaré : « Le dispositif de cartographie de la peau en 3D est simple à utiliser. En plus de cela, une pile sèche de 1,5 V est tout ce qui est nécessaire pour faire fonctionner l'appareil. C'est un exemple de base, application pourtant très efficace de l'électrochimie, car aucun matériel électronique coûteux n'est requis."

Publié dans la revue scientifique Analytica Chimica Acta ce mois-ci, la technologie a été développée par le professeur adjoint Lisak, qui est également directeur du Centre de récupération des résidus et des ressources à l'Institut de recherche sur l'environnement et l'eau de Nanyang (NEWRI) et son doctorat. étudiant, M. Fu Xiaoxu.

La solution « en or » pour la cartographie de la peau en 3D

Le composant clé du dispositif NTU est un polymère appelé PEDOT:PSS[1], couramment utilisé dans les panneaux solaires pour convertir la lumière en électricité. Cependant, l'équipe a trouvé une utilisation différente de sa conductivité électrique pour reproduire les motifs de la peau sur un film recouvert d'or. L'or est utilisé car il a une excellente conductivité électrique et flexibilité.

Pour utiliser l'appareil, une personne appuie sur un bouton pour presser le film doré sur la peau du sujet afin d'obtenir une empreinte. Cela provoque du sébum, une substance huileuse produite par la peau, à transférer sur le film, créant une empreinte de la surface de la peau.

Prochain, l'empreinte de la peau est transférée à l'appareil portable où un jeu d'électrodes est immergé dans une solution. Avec une autre pression sur un bouton, l'appareil déclenche un flux de charge électrique, provoquant le dépôt de PEDOT:PSS sur les surfaces du film doré dans les zones non couvertes de sébum. Il en résulte une carte 3D haute résolution de la peau, qui reflète les crêtes et les rainures de la peau du sujet.

En utilisant la peau de porc comme modèle, les chercheurs ont démontré que la technologie était capable de cartographier le schéma de diverses plaies telles que les perforations, lacérations, écorchures, et incisions.

L'équipe a également montré que même le réseau complexe de rides sur le dos d'une main humaine pouvait être capturé sur le film. Le film mince est également suffisamment flexible pour cartographier les caractéristiques sur les zones de peau inégales, comme les plis d'un coude et les empreintes digitales.

Le professeur adjoint Lisak a ajouté :« L'appareil s'est également avéré efficace pour lever les empreintes digitales et donne une image 3D haute résolution de leurs caractéristiques. » (Voir image 2)

Commentant les utilisations potentielles de l'appareil, Le Dr Yew a ajouté :« L'appareil peut aider à l'identification des empreintes digitales, qui est couramment effectuée dans l'analyse médico-légale. L'appareil pourrait offrir un degré de précision plus élevé lorsqu'il s'agit de différencier des impressions similaires, en raison de la nature 3D de son imagerie."

Pour valider davantage son efficacité, l'équipe envisage de mener des essais cliniques plus tard cette année pour tester la faisabilité de leur dispositif, ainsi que d'autres utilisations thérapeutiques potentielles.