La médecine personnalisée est un pas de plus pour les consommateurs, grâce à tout petit, des capteurs implantables qui pourraient donner un avertissement précoce du développement de problèmes de santé d'une personne, indiquer le type d'exercice le plus efficace pour un athlète individuel, ou même aider à trier les soldats blessés. C'est la vision d'une famille d'appareils que les scientifiques développent actuellement. Ils ont commencé à commercialiser leur premier appareil en Europe et espèrent obtenir l'approbation de cette technologie aux États-Unis.

Les chercheurs présentent leurs résultats aujourd'hui lors de la 255e réunion et exposition nationale de l'American Chemical Society (ACS).

« Les autres capteurs implantables actuellement sur le marché présentent un inconvénient important, " Nathalie A. Wisniewski, Doctorat., dit. "Ils provoquent souvent une réponse immunitaire" de corps étranger "qui recouvre le capteur de cellules inflammatoires ou de tissu cicatriciel." Ce revêtement peut protéger l'appareil des capillaires et l'empêcher de détecter avec précision les changements chimiques, il cesse donc de fonctionner après quelques semaines ou quelques mois.

Wisniewski et ses collègues ont résolu ce problème en trompant le corps afin qu'il ne puisse pas reconnaître leurs capteurs comme des objets étrangers. Les capteurs sont plus petits qu'un grain de riz et sont constitués d'un échafaudage en hydrogel aussi flexible qu'une lentille de contact. Les chercheurs ont également veillé à ce que leur capteur ne présente aucune surface plane, qui sont un cadeau mort aux cellules qu'un objet n'est pas naturel, dit Wisniewski, qui est chez Profusa Inc. En conséquence, les cellules et les capillaires se développent dans la structure poreuse du capteur sans déclencher la réponse immunitaire indésirable. En réalité, Wisniewski annonce aujourd'hui que les premiers capteurs implantés chez des volontaires humains fonctionnent toujours après plus de quatre ans.

L'hydrogel exclusif est une formulation à base de poly(méthacrylate de 2-hydroxyéthyle), un polymère utilisé pour fabriquer des lentilles de contact souples. Les chercheurs festonnent l'échafaudage d'hydrogel avec des molécules de colorant qui répondent à la concentration d'un analyte dans le sang. Le type de molécule de colorant attaché à l'hydrogel détermine l'analyte, comme l'oxygène, gaz carbonique, glucose ou lactate, qu'un capteur particulier peut reconnaître. Un petit détecteur collé contre la peau, ou collé dessus comme un patch, fait briller la lumière proche infrarouge à travers la peau, provoquant une fluorescence plus ou moins vive des molécules de colorant en fonction de la concentration de l'analyte. Bien que cette lumière fluorescente ne soit pas visible à l'œil nu, il peut être vu par le détecteur, qui transmet ensuite sans fil la mesure à un ordinateur ou à un téléphone portable pour enregistrer le changement de luminosité à mesure que la concentration en analyte fluctue dans le temps.

Profusa demande l'approbation de la Food &Drug Administration des États-Unis pour ses appareils aux États-Unis. son premier produit a été approuvé pour la commercialisation en Europe et il a été démontré qu'il rapporte les niveaux d'oxygène dans les tissus chez les patients sous traitement pour une maladie artérielle périphérique, qui affecte des millions de personnes dans le monde. La maladie réduit le flux de sang oxygéné dans les bras et les jambes, dans certains cas conduisant à l'amputation. L'appareil est utilisé pour aider à prévenir les amputations en informant les médecins de la baisse des niveaux d'oxygène dans les membres d'un patient. Profusa démarre également un essai clinique avec l'Université de Californie, San Francisco parrainé par le National Heart, Poumon, et Blood Institute à utiliser les capteurs pour suivre les niveaux d'oxygène chez les patients souffrant de plaies chroniques du pied.

Wisniewski et ses collègues développent des capteurs pour d'autres analytes, comme le glucose, afin qu'ils puissent élargir les applications pour les appareils. En outre, Profusa s'est efforcé de perfectionner des capteurs capables de suivre des analytes supplémentaires que les médecins évaluent normalement via des tests sanguins standard. L'idée est d'injecter un seul capteur qui détecte plusieurs chimies corporelles en même temps. "Les capteurs fourniraient un enregistrement continu de vos analytes par rapport à votre référence personnelle, " explique Wisniewski. " Alors si quelque chose se passe mal, c'est signalé tôt, avant de ressentir des symptômes, afin que vous puissiez vous rendre chez le médecin à temps pour le traitement. » La société a créé une vidéo décrivant le fonctionnement du capteur.

Wisniewski dit que l'armée est également intéressée par ces appareils, et a fourni un soutien depuis la création de l'entreprise. Ils envisagent d'utiliser les capteurs pour évaluer la santé des soldats pendant le déploiement ou pour indiquer quels soldats blessés traiter en premier sur le champ de bataille. Et aujourd'hui, Wisniewski rapporte des résultats préliminaires montrant que le suivi de la hausse et de la baisse des niveaux d'oxygène autour des muscles avec ces capteurs produit une "signature d'oxygène" qui peut révéler le niveau de forme physique d'une personne. Ces informations pourraient aider les militaires à déterminer le meilleur régime d'entraînement pour chaque soldat ou pourraient aider les athlètes à trouver les exercices les plus efficaces pour développer leurs muscles ou leur endurance.