Le graphique montre le biocapteur imprimé en 3D pour la détection du glucose, et illustre l'écriture à l'encre directe de l'électrode et de l'encre enzymatique. Crédit :WSU
Un biocapteur de glucose imprimé en 3D destiné à être utilisé dans des moniteurs portables a été créé par des chercheurs de l'Université de l'État de Washington.
Les travaux pourraient conduire à de meilleurs glucomètres pour des millions de personnes souffrant de diabète.
Dirigé par Arda Gozen et Yuehe Lin, professeur à l'École de génie mécanique et des matériaux, la recherche a été publiée dans la revue Analytica Chimica Acta .
Les personnes atteintes de diabète surveillent le plus souvent leur maladie avec des glucomètres qui nécessitent une piqûre constante au doigt. Les systèmes de surveillance continue de la glycémie sont une alternative, mais ils ne sont pas rentables.
Les chercheurs ont travaillé pour développer des appareils portables, électronique flexible qui peut s'adapter à la peau des patients et surveiller le glucose dans les fluides corporels, comme dans la sueur. Pour construire de tels capteurs, les fabricants ont utilisé des stratégies de fabrication traditionnelles, comme la photolithographie ou la sérigraphie. Pendant que ces méthodes fonctionnent, ils ont plusieurs inconvénients, y compris nécessitant l'utilisation de produits chimiques nocifs et un traitement coûteux en salle blanche. Ils créent également beaucoup de déchets.
Grâce à l'impression 3D, l'équipe de recherche de WSU a développé un moniteur de glucose avec une stabilité et une sensibilité bien meilleures que celles fabriquées par des méthodes traditionnelles.
Les chercheurs ont utilisé une méthode appelée écriture directe à l'encre (DIW), cela implique d'imprimer des "encres" à partir de buses pour créer des conceptions complexes et précises à de minuscules échelles. Les chercheurs ont imprimé un matériau à l'échelle nanométrique qui est électriquement conducteur pour créer des électrodes flexibles. La technique de l'équipe WSU permet une application précise de la matière, résultant en une surface uniforme et moins de défauts, ce qui augmente la sensibilité du capteur. Les chercheurs ont découvert que leurs capteurs imprimés en 3D captaient mieux les signaux de glucose que les électrodes produites traditionnellement.
Parce qu'il utilise l'impression 3D, leur système est également plus personnalisable pour la variété de la biologie des personnes.
« L'impression 3D peut permettre la fabrication de biocapteurs adaptés spécifiquement aux patients individuels », a déclaré Gozen.
Arda Gozen, maître assistant, WSU École de génie mécanique et des matériaux, dans le laboratoire des procédés de fabrication et des machines. Crédit :WSU
Parce que l'impression 3D n'utilise que la quantité de matériau nécessaire, il y a aussi moins de déchets dans le processus que les méthodes de fabrication traditionnelles.
« Cela peut potentiellement réduire les coûts, " dit Gozen.
Pour une utilisation à grande échelle, les biocapteurs imprimés devront être intégrés à des composants électroniques sur une plate-forme portable. Mais, les fabricants pourraient utiliser les mêmes buses d'imprimante 3D utilisées pour imprimer les capteurs pour imprimer l'électronique et d'autres composants d'un dispositif médical portable, contribuer à consolider les processus de fabrication et à réduire encore plus les coûts, il ajouta.
"Notre capteur de glucose imprimé en 3D sera utilisé comme capteur portable pour remplacer les piqûres douloureuses des doigts. Comme il s'agit d'une méthode non invasive, technique sans aiguille pour la surveillance de la glycémie, ce sera plus facile pour la surveillance de la glycémie des enfants, " dit Lin.
L'équipe travaille maintenant à intégrer les capteurs dans un système emballé qui peut être utilisé comme un appareil portable pour la surveillance de la glycémie à long terme.
