Le stress chronique peut entraîner une augmentation de la pression artérielle et des maladies cardiovasculaires, une diminution de la fonction immunitaire, de la dépression et de l'anxiété. Malheureusement, les outils que nous utilisons pour surveiller le stress sont souvent imprécis ou coûteux, en s'appuyant sur des questionnaires d'auto-évaluation et des évaluations psychiatriques.
Désormais, un ingénieur interdisciplinaire Tufts et son équipe ont conçu un appareil simple à l'aide de soie dentaire spécialement conçue qui peut facilement et avec précision le cortisol, une hormone de stress, en temps réel. L'œuvre est publiée dans la revue MATÉRIAUX ET INTERFACES APS.
« Cela a commencé dans une collaboration avec plusieurs départements à travers les Tufts, examinant comment le stress et d'autres États cognitifs affectent la résolution et l'apprentissage des problèmes », a déclaré Sameer Sonkusale, professeur de génie électrique et informatique.
« Nous ne voulions pas que la mesure crée une source de stress supplémentaire, alors nous avons pensé, pouvons-nous faire un appareil de détection qui fait partie de votre routine quotidienne? Le cortisol est un marqueur de stress trouvé dans la salive, donc la soie dentaire semblait être un ajustement naturel pour prélever un échantillon quotidien. »
Leur conception d'un fil dentaire de détection de salive ressemble à un choix de soie commun, la chaîne étirée sur deux dents s'étendant d'une poignée en plastique plate, tout sur la taille de votre index. La salive est ramassée par une action capillaire à travers un canal très étroit dans la soie dentaire. Le liquide est dessiné dans la poignée de sélection et une languette attachée, où elle se propage sur les électrodes qui détectent le cortisol.
La reconnaissance du cortisol sur les électrodes est accomplie avec une technologie remarquable développée il y a près de 30 ans appelée polymères à imprimé moléculaire électropolymérisé (EMIP). Ils fonctionnent de manière similaire à la façon dont vous pourriez faire un plâtre de votre main.
Un polymère est formé autour d'une molécule de matrice, dans ce cas, le cortisol, qui est ensuite retiré pour laisser des sites de liaison. Ces sites ont une «mémoire» de forme physique et chimique de la molécule cible afin qu'elles puissent se lier à des molécules flottantes qui arrivent.
Les moules EMIP sont polyvalents, donc on peut créer des capteurs de fil dentaire qui détectent d'autres molécules qui peuvent être trouvées dans la salive, telles que les œstrogènes pour le suivi de la fertilité, le glucose pour la surveillance du diabète ou les marqueurs pour le cancer. Il existe également le potentiel de détection de multiples biomarqueurs en salive en même temps, pour une surveillance plus précise du stress, des maladies cardiovasculaires, du cancer et d'autres conditions.
« L'approche EMIP change la donne », a déclaré Sonkusale. «Les biocapteurs ont généralement été développés à l'aide d'anticorps ou d'autres récepteurs qui ramassent la molécule d'intérêt.
« Une fois qu'un marqueur est trouvé, beaucoup de travail doit se lancer dans la bio-ingénierie de la molécule réceptrice attachée au capteur. EMIP ne s'appuie pas sur beaucoup d'investissement dans la fabrication d'anticorps ou de récepteurs. Si vous découvrez un nouveau marqueur pour le stress ou toute autre maladie ou condition, vous pouvez simplement créer un polymère coulé dans un très court laps de temps. »
La précision des capteurs de cortisol est comparable aux capteurs les plus performants sur le marché ou en développement. Amener cet appareil dans la maison et entre les mains des individus sans avoir besoin de formation permettra de replier la surveillance du stress dans de nombreux aspects des soins de santé. Actuellement, Sonkusale et ses collègues créent une startup pour essayer de mettre le produit sur le marché.
Il souligne que bien que le capteur de fil dentaire soit quantitativement très précis, la pratique des marqueurs de suivi de la salive est la meilleure pour la surveillance, et non pour le diagnostic initial d'une condition. Cela est en partie parce que les marqueurs de salive peuvent toujours avoir des variations entre les individus.
« Pour les diagnostics, le sang est toujours l'étalon-or, mais une fois que vous êtes diagnostiqué et que vous avez mis des médicaments, si vous devez suivre, par exemple, une condition cardiovasculaire au fil du temps pour voir si votre santé cardiaque s'améliore, alors surveiller avec le capteur peut être facile et permet des interventions en temps opportun en cas de besoin », dit-il.
La nouvelle recherche ajoute à un certain nombre d'innovations de capteurs basées sur le fil par Sonkusale et son équipe de recherche, y compris des capteurs qui peuvent détecter les gaz, les métabolites en sueur ou le mouvement lorsqu'ils sont intégrés dans des vêtements et des transistors qui peuvent être tissés dans des dispositifs électroniques flexibles.
