Le diabète de type 1 fait partie de ces pathologies que l’on sait aujourd’hui très bien prendre en charge, mais pas guérir; pour les patients concernés, cela implique de surveiller son taux de glucose avec une grande discipline, souvent à l’aide d’un lecteur de glycémie qui mesure directement le taux de sucre dans le sang.
Une gymnastique déjà exigeante pour l’humain lambda, et qui peut s’avérer compliquée dans un contexte de perte d’autonomie, par exemple chez des individus âgés. C’est pourquoi certains chercheurs ont imaginé des sondes semi-permanentes, capables de surveiller ces constantes 24 heures sur 24 et en temps réel. Mais cette approche s’accompagne d’autres inconvénients, notamment au niveau de l’encombrement et de l’alimentation de l’appareil.
C’est dans cette optique que des chercheurs japonais de l’Université des Sciences de Tokyo ont pris le parti de développer une couche un peu spéciale. En premier lieu, celle-ci est capable d’alerter de la présence d’urine par Bluetooth grâce à un capteur spécial; un soignant pourrait donc être prévenu instantanément lorsque la couche est souillée. De quoi améliorer l’hygiène du patient, et éventuellement faciliter le quotidien de certains hôpitaux, cliniques ou EHPADs où le personnel passe parfois un temps considérable à réaliser cette tâche. Et cet équipement ne se contente pas de détecter l’urine; il permet aussi de l’analyser pour en déduire le taux de sucre dans le sang, et ce en moins d’une seconde.
Le patient en guise de batterie
Mais encore faut-il alimenter le capteur en question, et c’est là que l’équipe de recherche se démarque. Plutôt que de cacher une batterie dans la couche, les chercheurs ont pris le parti d’alimenter le système directement grâce à l’urine ! Pour y parvenir, ils ont développé une cellule à biocarburant spéciale, basée sur le papier. À travers une série de réactions dites d’oxydoréduction, celle-ci transforme le glucose en courant électrique; elle permet donc de produire de l’énergie proportionnellement au taux de glucose présent dans l’urine.
Lors des tests, la cellule à biocarburant s’est révélée assez performante pour alimenter le capteur, mais également une puce Bluetooth à basse consommation. Cela offre une solution supplémentaire à un patient ou aux soignants qui s’en occupent pour contrôler son taux de glucose facilement. À noter qu’il serait certainement souhaitable de conserver un glucomètre à portée en cas de besoin.
Des applications directement envisageables en médecine
Ce système pourrait tout de même permettre d’économiser quelques mesures de glycémie manuelles. Mais son vrai intérêt réside dans la preuve de concept qu’il apporte. En alimentant un capteur et un système de contrôle à distance par ce seul procédé, sans batterie, les chercheurs ont potentiellement ouvert la voie à une nouvelle famille de biocapteurs. “Nous croyons que le concept développé dans cette étude pourrait devenir un outil très prometteur pour le développement général de biocapteurs autoalimentés”, explique Isao Shitanda, auteur principal de l’étude. Il s’agit donc d’une piste très intéressante dans la prise en charge de nombreuses maladies; certaines pathologies chroniques, qui nécessitent un suivi en continu, pourraient en bénéficier directement.
Cela pourrait également avoir un intérêt dans le cadre d’examens ponctuels, mais de longue durée. C’est par exemple le cas du Holter cardiaque, qui permet à un patient d’enregistrer ses constantes cardiaques sur une durée prolongée afin de les faire examiner par un médecin. En extrapolant, on peut imaginer étendre ce concept à de nombreux autres cas cliniques, avec par exemple des capteurs respiratoires, hépatiques… Pour le corps médical, cela constituerait une mine d’or en termes d’information. Les soignants disposeraient de plus de données, avec une précision supérieure, et sans dépendre d’examens ponctuels.
Le futur meilleur ami de la recherche ?
Enfin, même si les auteurs n’y font pas allusion spécifiquement, un tel système pourrait révolutionner la recherche sur certaines maladies, notamment rares. Il suffirait de diversifier les capteurs et de les placer sur des patients à long terme; les chercheurs pourraient ainsi obtenir des jeux de données très volumineux et pertinents. Ces résultats pourraient ensuite offrir des clés de compréhension pour traiter des maladies contre lesquelles nous sommes aujourd’hui démunis.
Certes, nous sommes encore loin de toutes ces applications; il faudrait commencer par étendre le système à d’autres capteurs. Et pour diversifier les fonctions au maximum, il sera probablement nécessaire de trouver d’autres sources de glucose que l’urine. Mais ces considérations techniques paraissent toutes abordables, et il sera très intéressant de suivre l’évolution de cette technologie qui pourrait bien se démocratiser à moyen terme. Le texte de leurs travaux est disponible ici.
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