Pour les personnes qui souffrent d'hypertension et de certaines autres conditions, manger trop de sel augmente la tension artérielle et augmente le risque de complications cardiaques. Pour aider à surveiller la consommation de sel, des chercheurs ont développé un système de détection sans fil flexible et extensible conçu pour être porté confortablement dans la bouche afin de mesurer la quantité de sodium consommée par une personne.

Basé sur un ultrafin, membrane élastomère respirante, le capteur s'intègre à un système électronique flexible miniaturisé qui utilise la technologie Bluetooth pour signaler sans fil la consommation de sodium à un smartphone ou une tablette. Les chercheurs prévoient de miniaturiser davantage le système, qui ressemble maintenant à un appareil dentaire, à la taille d'une dent.

« Nous pouvons mesurer discrètement et sans fil la quantité de sodium que les gens consomment au fil du temps, " a expliqué Woon-Hong Yeo, professeur adjoint à la Woodruff School of Mechanical Engineering du Georgia Institute of Technology. « En surveillant le sodium en temps réel, l'appareil pourrait un jour aider les personnes qui ont besoin de limiter leur consommation de sodium à apprendre à changer leurs habitudes alimentaires et leur régime alimentaire. »

Les détails de l'appareil sont rapportés le 7 mai dans la première édition du journal Actes de l'Académie nationale des sciences . L'appareil a été testé chez trois adultes participants à l'étude qui ont porté le système de capteur jusqu'à une semaine tout en mangeant des aliments solides et liquides, y compris du jus de légumes, soupe au poulet et croustilles.

Selon l'American Heart Association, Les Américains en mangent en moyenne plus de 3, 400 milligrammes de sodium par jour, bien plus que la limite de 1, 500 milligrammes par jour qu'il recommande. L'association a interrogé un millier d'adultes et a découvert qu'"un tiers ne pouvait pas estimer la quantité de sodium qu'ils mangeaient, et 54% pensaient qu'ils mangeaient moins de 2, 000 milligrammes de sodium par jour."

Le nouveau système de détection de sodium pourrait relever ce défi en aidant les utilisateurs à mieux suivre la quantité de sel qu'ils consomment, dit Yeo. "Notre appareil pourrait avoir des applications pour de nombreux objectifs différents impliquant le comportement alimentaire pour la gestion de l'alimentation ou la thérapeutique, " il ajouta.

La clé du développement du capteur intra-oral était le remplacement de l'électronique traditionnelle à base de plastique et de métal par des composants biocompatibles et ultrafins connectés à l'aide de circuits maillés. Des capteurs de sodium sont disponibles dans le commerce, mais Yeo et ses collaborateurs ont développé une version à micro-membrane flexible à intégrer aux circuits hybrides miniaturisés.

"L'ensemble de la détection et de l'électronique a été intégré de manière conforme sur un matériau souple que les utilisateurs peuvent tolérer, " expliqua Yeo. " Le capteur est confortable à porter, et les données de celui-ci peuvent être transmises à un smartphone ou une tablette. Finalement, les informations pourraient être transmises à un médecin ou à un autre professionnel de la santé pour une surveillance à distance. »

La conception flexible a commencé par une modélisation informatique pour optimiser les propriétés mécaniques du dispositif pour une utilisation dans la cavité buccale incurvée et molle. Les chercheurs ont ensuite utilisé leur modèle pour concevoir les circuits nanomembranaires réels et choisir les composants.

L'appareil peut surveiller l'apport de sodium en temps réel, et enregistrez les montants quotidiens. À l'aide d'une application, le système pourrait indiquer aux utilisateurs qui planifiaient des repas la quantité de sel qu'ils avaient déjà consommée par jour. L'appareil peut communiquer avec un smartphone jusqu'à dix mètres de distance.

Les prochaines étapes pour le capteur de sodium consistent à miniaturiser davantage l'appareil, et testez-le avec des utilisateurs qui ont les conditions médicales à traiter :hypertension, l'obésité ou le diabète.

Les chercheurs aimeraient en finir avec la petite batterie, qui doit être rechargé quotidiennement pour maintenir le capteur en fonctionnement. Une option serait d'alimenter l'appareil par induction, qui remplacerait la batterie et le circuit complexe par une bobine pouvant être alimentée par un émetteur extérieur à la bouche.

Le projet est né d'un objectif à long terme de produire un système de goût artificiel qui peut détecter la douceur, amertume, pH et salinité. Ce travail a commencé à la Virginia Commonwealth University, où Yeo était professeur assistant avant de rejoindre Georgia Tech.