Un patch épidermique pourra vous dire quand il est temps de vous hydrater pendant l'effort. © Hans, Pixabay

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Sport et santé : un patch qui analyse votre sueur

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Des chercheurs américains ont développé un patch, ou timbre épidermique, capable d'analyser votre transpiration pendant l'effort. Cet outil, qui intéresse l'armée américaine, pourrait par exemple vous dire quand vous avez besoin de vous hydrater.

Après les traqueurs d’activité qui comptent vos pas et vos battements cardiaques, voici un outil en cours de développement qui analyse votre sueur. Ce patch flexible adhère à la peau ; il se place sur l'avant-bras ou dans le dos. C'est un mini-laboratoire qui décrit comment votre organisme répond à l'exercice grâce aux composés chimiques présents dans la sueur. Il a été conçu pour un usage unique de quelques heures.

Comment ce timbre épidermique fonctionne-t-il ? Pendant un effort, la sueur passe dans de minuscules canaux qui l'emmènent vers quatre petits compartiments en forme de cercle. Chaque cercle contient des enzymes et les réactions chimiques conduisent à des changements de couleur. Une application sur smartphone analyse la couleur pour déterminer le contenu de la sueur : pH et concentrations en glucose, lactate et ions Cl-.

Analyser des biomarqueurs pendant l’effort

Les informations données par le patch peuvent dire au sportif s'il doit boire de l'eau. Les chercheurs ont testé ces appareils sur des cyclistes. Les tests ont confirmé que les patchs restent attachés et fonctionnent dans des situations d'exercice. D'après Popular Science, l'armée de l'air et un fabricant de boissons se sont montrés intéressés par cet outil. Il faudra probablement plusieurs années pour qu'il soit disponible.

À l'avenir, un tel outil pourrait aussi servir au diagnostic médical. Pour Yonggang Huang, qui a travaillé à ce projet, « la plateforme d'analyse de sueur que nous avons développée permettra aux gens de surveiller leur santé sur place, sans la nécessité d'un prélèvement sanguin ; l'électronique intégrée ne nécessite pas de batterie et permet une connexion sans fil à un smartphone ». Cet outil est présenté dans Science Translational Medicine.

Pour en savoir plus

Un timbre épidermique pour un diagnostic de santé

Article de Marc Zaffagni paru le 1/11/2014

Des scientifiques de l'université de Cincinnati et de l'US Air Force Research Lab ont développé un timbre épidermique qui analyse les biomarqueurs présents dans la sueur et transmet les informations à un smartphone. Cet équipement pourrait aider aussi bien les athlètes que les nouveau-nés prématurés ou encore les personnes souffrant de diabète.

Les futurs bracelets connectés sauront sans doute faire beaucoup mieux que compter le nombre de pas que leur porteur effectue ou mesurer son rythme cardiaque. Grâce à une technologie qui vient d'être dévoilée, l'analyse de la sueur pourrait servir à évaluer en temps réel l'état de santé d'un individu. Le système se présente sous la forme d'un timbre épidermique qui a été développé par une équipe réunissant des chercheurs de l’université de Cincinnati et de l'US Air Force Research Laboratory. Le timbre incorpore un papier microfluidique similaire à celui que l'on trouve dans les tests de grossesse. Il peut mesurer les concentrations d'ions des biomarqueurs présents dans la sueur (électrolytes, métabolites, protéines, acides aminés, etc.) et transmet ces données à un smartphone via une liaison sans fil. Autant d'informations qui correspondent à un état physique et peuvent être interprétées selon les circonstances.

Chez un sportif, le timbre pourrait par exemple mesurer le niveau des électrolytes dont la baisse engendre des crampes. Il pourrait aussi servir à surveiller les signes vitaux d'un nouveau-né prématuré sans avoir à lui faire subir des prises de sang à répétition. Les personnes souffrant de diabète pourraient elles aussi porter ce type de patch pour surveiller leur niveau de glucose. Et de manière plus générale, ce timbre aiderait les médecins à affiner le dosage des traitements médicamenteux en mesurant les métabolites présents dans la sueur.

Le timbre électronique ne possède pas d’alimentation propre. Il s’active dès qu’un smartphone est placé à proximité. © Dottie Stover, University of Cincinnati

« Au bout du compte, l'analyse de la sueur offrira une vue minute par minute de ce qui se passe dans le corps, avec un échantillonnage de la sueur localisé et stimulé électroniquement à la demande, de façon non intrusive et pratique », écrit le professeur Jason Heikenfeld dans un article publié par le magazine IEEE Spectrum. Le timbre adhésif contient un circuit électronique, une antenne, une puce contrôleur et le papier microfluidique organisé selon un motif en forme de racines d'arbre afin de maximiser la zone de prélèvement. Pour ne pas saturer le papier et disposer d'un flux de sueur sur une certaine durée, un hydrogel très absorbant capte et conserve la transpiration.

Le timbre est alimenté par un smartphone

L'alimentation du timbre se fait par un smartphone, comme une étiquette électronique passive. Il s'active dès que le mobile est suffisamment proche. Le premier prototype fonctionnel mesure les concentrations de sodium et de chlorure. Les prochaines versions pourront faire les analyses plus complètes précitées en prenant en compte les électrolytes, métabolites, protéines et autres acides aminés. Un timbre de deuxième génération utilisant une connexion Bluetooth sécurisée est presque prêt. Des essais humains avec des partenaires industriels sont prévus d'ici la fin de l'année. Et un programme pilote avec des étudiants sportifs devrait démarrer début 2015.

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