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Utiliser des nanocircuits imprimés pour détecter les hormones
Tout comme les glucomètres ont révolutionné le traitement du diabète, les chercheurs d'une startup appelée Aneeve Nanotechnologies croient qu'ils construisent des capteurs hormonaux qui pourraient révolutionner la compréhension et le traitement de l'infertilité, de la ménopause et d'autres conditions liées aux fluctuations hormonales.
Jet propulsé : Ces nanotubes de carbone ont été déposés à l'aide d'une imprimante à jet d'encre. Les chercheurs espèrent utiliser la technologie pour imprimer des capteurs qui détectent les niveaux d'œstrogènes et d'autres hormones dans une goutte de sang.
Aneeve fait partie d'un nouveau programme incubateur technologique à l'Université de Californie à Los Angeles. La société travaille à la création de capteurs à faible coût pouvant être fabriqués avec des imprimantes à jet d'encre du commerce et de l'encre à nanotubes de carbone. Les imprimantes établissent des circuits de nanotubes qui, lors de la liaison à la protéine œstrogène, l'œstradiol, subissent une modification de leur résistance et de leurs propriétés optiques et transmettent cette modification par ondes radio à un autre appareil. Le directeur général de l'entreprise, Kosmas Galatsis dit qu'il espère que le résultat sera un système aussi pratique que les glucomètres.
Actuellement, il n'existe pas de méthode simple et peu coûteuse pour tester régulièrement les fluctuations des niveaux d'hormones chez une femme. Il existe un glucomètre, mais pas d'hormonothérapie pour aider les gens à maintenir leurs hormones au niveau souhaité, dit Galatsis. Les chercheurs menant des essais cliniques ou les médecins essayant de déterminer les rythmes de fertilité, par exemple, exigent que des échantillons de sang soient prélevés dans un laboratoire quotidiennement ou deux fois par jour. Mais avec un simple moniteur à utiliser à domicile, une femme pourrait surveiller de près ses niveaux d'hormones en se piquant le doigt et en déposant une goutte de sang sur une bande de nanotubes de carbone jetable. Si un couple ne peut pas tomber enceinte, il peut surveiller ses niveaux d'hormones pendant plusieurs mois et essayer de féconder lorsque ses niveaux d'hormones sont optimaux, dit-il.
Les scientifiques d'Aneeve pensent également qu'un tel dispositif pourrait aider les chercheurs à mieux comprendre la ménopause et à déterminer quand un traitement hormonal substitutif pourrait être bénéfique. Le fait d'avoir un type de surveillance bon marché, précis et précis qui mesure plusieurs paramètres peut ouvrir la voie à davantage de recherches dans ce domaine, explique Kumar Duraiswamy, médecin et candidat au MBA impliqué dans le projet. À l'heure actuelle, dit-il, il n'est pas facile, pratique ou bon marché pour les femmes d'aller dans un centre de dépistage.
Galatsis note qu'il ne s'agit que de la première application à émerger d'une plate-forme technologique qu'ils espèrent avoir de larges utilisations. La plate-forme est basée sur la recherche d'un chercheur en nanotechnologie de l'UCLA Kang Wang et collègue Chongwu Zhou à l'Université de Californie du Sud. Notre nouveauté est une technologie à faible coût, imprimable n'importe où, n'importe quand, d'après Galatsis. Nous pouvons convertir n'importe quelle imprimante à jet d'encre simplement en changeant la cartouche [en encre à nanotubes de carbone], afin que nous puissions imprimer n'importe quel type de capteurs et créer des circuits RF, ici même.
Nano circuits : Les chercheurs ont envoyé ces puces à travers une imprimante à jet d'encre, qui a déposé dessus des circuits de nanotubes de carbone.
Grâce au financement de la DARPA, le groupe a décidé de se concentrer d'abord sur la surveillance des œstrogènes et d'autres hormones, car il semblait y avoir un besoin béant. Jusqu'à présent, ils ont montré que leurs capteurs sont capables de détecter les œstrogènes, mais ne sont précis qu'au niveau de quelques nanogrammes par millilitre. Pour être efficace avec une seule piqûre au doigt, cette sensibilité doit être améliorée d'un ordre de grandeur (en picogrammes par millilitre).
La combinaison de technologies utilisées par Aneeve est assez convaincante, dit Jérôme Lynch , ingénieur à l'Université du Michigan. Il note que l'innovation de l'entreprise réside dans l'intégration de plusieurs technologies que d'autres ont explorées individuellement. Et ils exploitent des technologies rentables. Lorsque d'autres l'ont essayé, ils se sont davantage penchés sur le niveau de la preuve de concept, tandis que [Aneeve] se penche davantage sur la viabilité commerciale et l'évolutivité sur le marché.
Nicolas Kotov , ingénieur en nanotechnologie et chimie à l'Université du Michigan, convient que c'est la combinaison de nombreuses technologies qui rend le projet important. L'utilisation de la technologie d'impression à jet d'encre pour la détection, et en particulier les hormones, est intéressante, dit-il.
En fin de compte, les chercheurs espèrent construire un petit appareil qui peut être branché sur un téléphone intelligent et peut traduire les données des bandes de capteurs de nanotubes de carbone dans un journal qui aide les utilisateurs et leurs médecins à garder une trace des informations. Pour le moment, le laboratoire d'Aneeve se compose d'un peu plus qu'une paillasse nue à l'intérieur de l'incubateur de l'UCLA. Mais l'utilisation du laboratoire propre de l'incubateur, de l'impression et d'autres installations a éliminé le besoin pour la startup d'acheter son propre équipement. Nos prochaines étapes consistent à optimiser davantage la plate-forme de détection, a déclaré Galatsis, ajoutant qu'ils visent à avoir un prototype fonctionnel dans 18 mois.