Du vélo au sexe, les patchs cutanés promettent de laisser leur marque

Qu'ont en commun le vélo, la douche et l'amour ?

Ces trois activités prouvent l'utilité d'une nouvelle génération de patchs cutanés capables de surveiller les signes vitaux des personnes comme la tension artérielle et la fréquence cardiaque, selon le professeur Klas Hjort, responsable du programme de technologie des microsystèmes à l'université d'Uppsala en Suède.

Travail de patch

Alors que les « appareils portables intelligents » sont déjà très répandus sur le marché et dans la vie des gens, les chercheurs cherchent à améliorer les technologies dans des domaines tels que la santé en ligne et à rendre les appareils plus confortables à porter lors d'activités régulières.

Hjort a dirigé un projet de recherche appelé SINTEC qui a reçu un financement de l'UE pour développer des patchs cutanés doux, hydrofuges et réutilisables, implantés avec des capteurs et conçus pour faire passer les technologies portables intelligentes à un niveau supérieur.

Le projet a duré quatre ans et demi, jusqu'en juin 2023. Il a impliqué des universités, des entreprises et un organisme de recherche d'Italie, des Pays-Bas, d'Espagne et de Suède.

“Nous avons réalisé le besoin de patchs intelligents plus confortables que tout le monde peut utiliser, quoi qu'il fasse à l'intérieur ou à l'extérieur : se promener sous la pluie, faire du trekking, nager, prendre une douche, faire du vélo ou même avoir des relations sexuelles”, a déclaré Hjort.

Les appareils portables intelligents font partie de l'Internet des objets, ou IoT, en constante expansion, un vaste réseau d'objets physiques intégrés à des technologies telles que des capteurs et des logiciels qui permettent de se connecter et d'échanger des données avec d'autres appareils via Internet.

L'un des principaux défis des appareils portables intelligents consiste à développer des capteurs suffisamment confortables pour être utilisés tout au long de la journée et n'interférent pas avec les activités de routine.

Superficiel

L'appareil SINTEC comprend un capteur souple réutilisable qui ressemble à une petite clé USB et est maintenu en place par un patch adhésif non réutilisable. En plus d'être doux et déperlant, le patch est extensible.

Il surveille la tension artérielle et l'activité électrique du cœur, permettant ainsi aux soignants de surveiller de près des pathologies telles que des lésions organiques, des maladies cardiovasculaires et la morbidité et la mortalité liées aux accidents vasculaires cérébraux.

L'appareil pourrait également fournir une nouvelle façon non intrusive de gérer l'hypertension, une condition médicale « silencieuse » caractérisée par une pression artérielle élevée et pouvant entraîner des accidents vasculaires cérébraux, des maladies rénales et une insuffisance cardiaque.

Dans le sport, le patch SINTEC est plus confortable pour les athlètes que les technologies existantes en étant plus léger et plus fin : 7 grammes et 3 millimètres pour le patch capteur, contre, par exemple, les 53 g et 13 mm d'une montre intelligente typique.

Avantages pour la santé et la forme physique

Les soins de santé pourraient en être les principaux bénéficiaires.

Les appareils portables intelligents peuvent, par exemple, permettre des soins médicaux à distance pour les patients, alerter les adultes d'un déclin progressif de leur santé et aider les gens à se remettre plus rapidement d'une blessure ou d'une maladie.

Le fitness sportif est un autre domaine dans lequel les appareils portables intelligents peuvent jouer un rôle important. Ils peuvent mesurer des paramètres physiologiques tels que la fréquence respiratoire et l’oxygénation du sang qui auparavant ne pouvaient être testés qu’en laboratoire.

“Ces patchs intelligents peuvent aider les athlètes qui s'entraînent de manière intensive à optimiser leur entraînement et à réduire le risque de blessure”, a déclaré Hjort.

C'est dans ce contexte qu'il a évoqué leur utilité potentielle lors de l'acte sexuel.

“Ce sont des outils robustes qui peuvent être utilisés par n'importe qui, n'importe où et à tout moment”, a déclaré Hjort. “L'utilité de ces patchs intelligents discrets n'est pas spécifique à l'acte sexuel mais ne sera ni gênée ni entravée par celui-ci.”

Marché en croissance

Des entreprises privées, dont STMicroelectronics en Italie, un spécialiste néerlandais de l'IoT nommé EVALAN et Mycronic, basé en Suède, fabricant d'équipements de haute précision pour l'industrie électronique, ont collaboré avec des chercheurs pour faire progresser cette technologie.

Sur le marché mondial des appareils portables intelligents, les correctifs devraient représenter une part importante. La valeur du marché des patchs intelligents lui-même dépassera les 25 milliards d’euros d’ici 2033, selon une analyse.

En Europe, les principaux producteurs de patchs intelligents comprennent deux sociétés suédoises appelées Beneli et Nile ainsi que Quad Industries en Belgique.

“J'espère que les entreprises européennes pourront s'assurer au moins 10 % de ce marché grâce à notre technologie étant donné que les principaux fabricants de patchs intelligents sont actuellement basés en Europe”, a déclaré Hjort.

doctorat pouvoir

Une autre priorité dans le domaine en développement rapide des appareils portables est d’évaluer là où ils seront le plus utiles à la société dans les décennies à venir.

C'est ce à quoi s'est attaqué un autre projet financé par l'UE. Appelé A-WEAR, il a également duré quatre ans et demi jusqu’en juin 2023.

Le projet a préparé 15 jeunes chercheurs à relever les défis à venir en matière de technologie portable intelligente et d'informatique sans fil.

Les chercheurs ont constitué un réseau européen de doctorats réunissant cinq établissements universitaires : l'Université de technologie de Brno en République tchèque, l'Université Jaume I en Espagne, l'Université méditerranéenne de Reggio de Calabre en Italie, l'Université polytechnique de Bucarest en Roumanie et l'Université de Tampere en Finlande.

Chacun des 15 étudiants a poursuivi un doctorat double ou conjoint. diplôme dans deux des cinq universités. Onze ont obtenu leur doctorat et les quatre autres devraient l’achever vers le milieu de 2024.

Leurs recherches se sont concentrées sur les applications sociales et industrielles des appareils portables intelligents dans des domaines tels que la cybersanté, les réseaux sociaux et la robotique industrielle.

Par exemple, un étudiant s'est concentré sur l'utilisation de dispositifs portables intelligents pour identifier très tôt des maladies telles que la maladie de Parkinson ou des troubles neurocognitifs, avant même leur détection par les tests traditionnels.

Les capteurs intelligents peuvent détecter même de petits changements dans les schémas de mouvement d'une personne, comme un blocage occasionnel de la démarche. De telles altérations sont associées à un risque accru de maladies, notamment de la maladie de Parkinson, selon Simona Lohan, professeur à l'unité de génie électrique de l'université de Tampere qui a dirigé A-WEAR.

“L'utilisation de dispositifs portables intelligents pour la santé en ligne bénéficiera grandement à la société dans son ensemble en permettant des soins précoces et en améliorant la prévention”, a-t-elle déclaré.

Fonctionnalités de suivi de localisation

Autre doctorat. les étudiants se sont concentrés sur l’amélioration des fonctionnalités de localisation des appareils portables intelligents.

À l’heure actuelle, le suivi de localisation en intérieur est entravé car les bâtiments et les structures intérieures peuvent interférer avec les signaux utilisés.

“Le suivi en intérieur reste très difficile”, a déclaré Lohan. “Nous avons demandé à des étudiants d'explorer diverses méthodes telles que l'ultra large bande pour un suivi de localisation très précis au centimètre près et le Bluetooth pour une localisation simple mais efficace.”

Elle a déclaré que même si A-WEAR lui-même a pris fin, certains de ses partenariats de double diplôme entre universités se poursuivent.

“La société doit poursuivre ses recherches en matière de communication et de positionnement sans fil”, a déclaré Lohan.