Des patchs inspirés de la pieuvre adhèrent à la peau sans irritation
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Les capteurs tels que les électrodes d'électrocardiogramme (EEG) peuvent contribuer à sauver la vie d'une personne, mais les patchs adhésifs utilisés pour les fixer peuvent également endommager la peau de cette personne. Un nouveau patch médical expérimental résout ce problème en utilisant des ventouses inspirées des pieuvres.
La plupart des patchs médicaux ressemblent à des pansements, en ce sens qu'ils utilisent des produits chimiques adhésifs - des colles, en d'autres termes - pour adhérer temporairement à la peau. Malheureusement, ces produits chimiques irritent la peau de nombreuses personnes, ce qui provoque des démangeaisons, des rougeurs, des inflammations et même des cloques.
En outre, les adhésifs se décollent souvent lorsqu'ils sont mouillés. De plus, le retrait du patch est douloureux et celui-ci ne tient généralement pas bien lorsqu'il est réappliqué.
À la recherche d'une alternative moins irritante, moins douloureuse, plus robuste et réutilisable, des scientifiques de l'université saoudienne King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) se sont tournés vers la pieuvre.
Plus précisément, ils se sont tournés vers les ventouses que l'on trouve sous les tentacules des pieuvres. Non seulement ces ventouses peuvent adhérer de manière répétée sur des surfaces sans utiliser de produits chimiques, mais elles peuvent le faire sous l'eau.
Pour fabriquer leur patch AMOS (« adhesive miniaturized octopus-like suckers »), les chercheurs ont commencé par construire un moule. Cette tâche a été réalisée à l'aide d'une technique d'impression 3D connue sous le nom de stéréolithographie, dans laquelle les objets sont construits en projetant sélectivement un laser ultraviolet dans une cuve de résine photopolymérisable.
Le moule obtenu se compose d'un ensemble de minuscules dômes entrelacés par un réseau de lignes sinueuses.
Ensuite, un polymère biocompatible baptisé polydiméthylsiloxane (PDMS) a été appliqué sur le moule sous forme liquide, puis décollé une fois qu'il a durci pour prendre une forme solide et élastique. Dans le patch résultant, les dômes ont produit de minuscules ventouses, tandis que les lignes ont produit de minuscules canaux qui s'étendent jusqu'aux bords du patch.
Lorsque le patch AMOS terminé a été pressé sur la peau humaine, les ventouses ont adhéré solidement à la surface en formant un minuscule vide sous chacune d'entre elles. Le fait que le PDMS lui-même possède une microstructure quelque peu adhésive a aidé le patch à adhérer, tout en permettant de le retirer sans douleur.
Les canaux, quant à eux, ont évacué l'humidité sous le patch par capillarité, aidant ainsi la peau sous-jacente à respirer.
Le patch AMOS a été utilisé pour coller des EEG et d'autres capteurs sur le professeur associé Matteo Parsani pendant qu'il effectuait un voyage de 30 jours à vélo à main.
Lors d'un test de la technologie, un patch AMOS a été équipé d'électrodes EEG puis collé à la peau d'un volontaire masculin pendant qu'il pédalait sur un vélo d'appartement. Le patch est resté en place même lorsqu'il était appliqué sur une peau humide ou poilue, fournissant de bonnes lectures EEG sans causer d'irritation cutanée.
La technologie a même été utilisée avec succès pour surveiller les signaux biologiques d'un chercheur en informatique de la KAUST pendant qu'il effectuait un voyage de 3 000 km à vélo à main sur une période de 30 jours.
« Notre objectif est de mettre au point un dispositif complet, polyvalent et fixé sur la peau, susceptible de révolutionner les technologies portables de surveillance de la santé et de diagnostic », explique le chercheur principal, le professeur adjoint Nazek El-Atab. « Nous prévoyons de mener des essais cliniques approfondis pour valider son efficacité dans des applications médicales réelles. »