Une équipe d'ingénieurs et de médecins de l'Université du Minnesota Twin Cities a conçu un dispositif médical de détection de lumière imprimé en 3D unique qui est placé directement sur la peau et donne un retour en temps réel pour corréler l'exposition à la lumière avec les poussées de maladie. L'appareil pourrait aider des millions de personnes dans le monde atteintes de lupus et d'autres maladies sensibles à la lumière en leur donnant accès à des traitements et à des informations plus personnalisés pour déterminer les causes de leurs symptômes.

La recherche a été publiée dans Advanced Science , une revue scientifique interdisciplinaire premium en libre accès. Les chercheurs ont également déposé un brevet sur l'appareil et la technologie est disponible sous licence.

Selon la Lupus Foundation of America, environ 1,5 million d'Américains et au moins 5 millions de personnes dans le monde souffrent d'une forme de lupus. La sensibilité à la lumière est courante chez les personnes atteintes de lupus, 40 à 70 % des personnes atteintes de lupus constatant que leur maladie est aggravée par l'exposition au soleil ou même à la lumière artificielle à l'intérieur. Les symptômes de ces poussées chez les patients atteints de lupus comprennent des éruptions cutanées, des douleurs articulaires et de la fatigue.

"Je traite de nombreux patients atteints de lupus ou de maladies apparentées, et cliniquement, il est difficile de prédire quand les symptômes des patients vont s'aggraver", a déclaré le dermatologue de la faculté de médecine de l'Université du Minnesota, le Dr David Pearson et co-auteur de l'étude. "Nous savons que la lumière ultraviolette et, dans certains cas, la lumière visible, peuvent provoquer des poussées de symptômes, à la fois sur leur peau et à l'intérieur, mais nous ne savons pas toujours quelles combinaisons de longueurs d'onde lumineuses contribuent aux symptômes."

Pearson avait entendu parler de l'impression 3D révolutionnaire et personnalisée d'appareils portables développée par le professeur de génie mécanique de l'Université du Minnesota Michael McAlpine et son équipe et l'a contacté pour collaborer à la recherche d'une solution à son problème.

Le groupe de recherche de McAlpine a travaillé avec Pearson pour développer un appareil entièrement imprimé en 3D, le premier du genre, avec un détecteur de lumière UV-visible flexible pouvant être placé sur la peau. L'appareil est intégré à une console portable conçue sur mesure pour surveiller en permanence et corréler l'exposition à la lumière aux symptômes.

"Cette recherche s'appuie sur nos travaux précédents où nous avons développé un dispositif électroluminescent entièrement imprimé en 3D, mais cette fois au lieu d'émettre de la lumière, il reçoit de la lumière", a déclaré McAlpine, co-auteur de l'étude et professeur titulaire de la chaire de la famille Kuhrmeyer en le Département de génie mécanique. "La lumière est convertie en signaux électriques pour la mesurer, qui à l'avenir peut ensuite être corrélée avec les poussées de symptômes du patient."

McAlpine a déclaré que le développement de l'appareil n'était cependant pas une tâche facile. Le dispositif imprimé en 3D se compose de plusieurs couches de matériaux imprimés sur une base de silicone biocompatible. Les couches comprennent des électrodes et des filtres optiques. Les filtres peuvent être changés en fonction de la longueur d'onde de la lumière qui doit être évaluée. L'équipe de recherche a également utilisé de l'oxyde de zinc pour collecter la lumière ultraviolette (UV) et la convertir en signaux électriques. L'appareil est monté sur la peau et une console personnalisée est attachée pour capturer et stocker les données.

L'équipe de recherche a reçu l'autorisation de commencer à tester l'appareil sur des sujets humains et commencera bientôt à recruter des participants à l'étude.

"Nous savons que ces appareils fonctionnent en laboratoire, mais notre prochaine étape consiste vraiment à les mettre entre les mains des patients pour voir comment ils fonctionnent dans la vraie vie", a déclaré Pearson. "Nous pouvons les donner aux participants et suivre la lumière à laquelle ils ont été exposés et déterminer comment nous pouvons prédire les symptômes. Nous continuerons également les tests en laboratoire pour améliorer l'appareil."

McAlpine et Pearson ont déclaré que le processus d'impression 3D est relativement peu coûteux et pourrait un jour fournir un accès facile et rapide à l'appareil sans les processus de fabrication coûteux des appareils traditionnels.

"Il n'y a pas d'autre appareil comme celui-ci en ce moment avec ce potentiel de personnalisation et une fabrication aussi facile", a déclaré Pearson. "Le rêve serait d'avoir une de ces imprimantes 3D directement dans mon bureau. Je pourrais voir un patient et évaluer les longueurs d'onde lumineuses que nous voulons évaluer. Ensuite, je pourrais simplement l'imprimer pour le patient et le lui donner. Cela pourrait être personnalisé à 100 % en fonction de leurs besoins. C'est là que se dirige l'avenir de la médecine. » + Explorer plus loin

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