Fort de ces avantages évidents, IDTechEx estime que le marché des patchs cutanés pour applications médicales atteindra environ 4 milliards de dollars d'ici 2030. L'électronique imprimée/flexible est extrêmement bien adaptée aux patchs cutanés portables en raison de sa légèreté, de sa flexibilité/conformabilité et de son potentiel de fabrication performante et économique de ces articles jetables.
Nécessité d'un suivi continu :
Une tendance majeure du secteur de la santé est le recours accru au suivi continu, qui présente de nombreux avantages. Tout d'abord, au lieu de se rendre chez un médecin ou à l'hôpital pour un examen, les patients peuvent rester à domicile. La situation actuelle liée à la COVID-19 a mis en évidence cet avantage, car la prise de température peut se faire à distance, sans contact avec les professionnels de santé, évitant ainsi le risque de transmission ou de contamination du virus.
Un autre avantage réside dans le fait que la surveillance continue permet d'acquérir des données avec une résolution temporelle bien supérieure à celle des consultations en présentiel, grâce au port permanent du patch cutané. Ces données supplémentaires, associées à une analyse par apprentissage automatique, devraient faciliter l'amélioration du diagnostic et de la médecine préventive.
Surveillance des signaux électriques
La surveillance des signaux électriques est une application importante des patchs cutanés portables. Cela peut inclure des électrocardiogrammes (ECG) pour étudier le cœur, des électromyographies (EMG) pour enregistrer les signaux électriques des muscles, et même la détection de l'activité cérébrale chez les patients épileptiques.
Ils sont généralement fabriqués à l'aide d'encres conductrices extensibles imprimées par sérigraphie et d'électrodes, ces dernières étant composées d'un mélange d'argent et de chlorure d'argent. Les pistes conductrices sont généralement imprimées selon un motif ondulé pour accroître l'extensibilité, tandis que la plupart des composants électroniques sont actuellement contenus dans un boîtier rigide. Les électrodes et les pistes conductrices sont également intégrées aux textiles électroniques, soit sur un substrat extensible qui y est ensuite collé, soit imprimées directement sur le tissu.
Détection de la pression et de la tension :
Outre la surveillance des signaux électriques, la pression et la tension peuvent être mesurées à l’aide de capteurs imprimés ou flexibles. Par exemple, l’intégration d’un capteur piézorésistif à couche mince profilé permet de mesurer en continu la pression exercée par les bandages et d’alerter le personnel médical si un ajustement est nécessaire. Le maintien d’une pression appropriée est crucial : trop lâche, le bandage est inefficace ; trop serré, il restreint inutilement la circulation sanguine dans la zone affectée.
Une autre application en cours d'essai concerne la surveillance des mouvements articulaires grâce à des capteurs de déformation capacitifs imprimés, intégrés par exemple dans des genouillères et des coudières. Cette technique est particulièrement utile pour les personnes suivant une rééducation, car elle permet d'évaluer en continu l'amplitude et la quantité de leurs mouvements.
La surveillance des plaies,
actuellement à ses débuts, représente une autre application médicale prometteuse de l'électronique imprimée/flexible. À l'heure actuelle, le seul moyen de surveiller une plaie consiste à retirer le pansement : l'intégration de capteurs et de composants électroniques permettrait de suivre le processus de cicatrisation en temps réel sans retirer le pansement.
Cette détection peut impliquer la mesure de la température et du pH, idéalement avec une résolution spatiale permettant de suivre le processus de polymérisation. Un système de détection multiparamètre est en cours de développement ; il utilise plusieurs matériaux fonctionnels imprimés sur une même surface pour mesurer simultanément différentes variables, ce qui est idéal pour cette application.
Électronique hybride flexible :
Actuellement, la plupart des circuits électroniques de traitement du signal et de communication utilisés dans les patchs cutanés et les textiles électroniques portables sont contenus dans un boîtier en plastique rigide. Si cette solution assure la protection et est nécessaire pour encapsuler un circuit imprimé rigide classique, elle augmente l’épaisseur du dispositif et le rend inconfortable à porter.
Par conséquent, des efforts considérables sont déployés pour intégrer un maximum de composants électroniques sur un substrat extensible, plutôt que d'utiliser un circuit imprimé rigide. Cette approche, appelée électronique hybride flexible (FHE), est une méthode de fabrication émergente qui tire parti des avantages de l'électronique conventionnelle et de l'électronique imprimée/flexible. Elle combine des interconnexions imprimées et des substrats flexibles/extensibles avec des composants montés et est idéale pour l'électronique portable.
Bien que la technologie FHE soit encore relativement récente, elle est très prometteuse et permettra aux appareils de s'affranchir des contraintes de format imposées par les circuits imprimés rigides. De fait, IDTechEx prévoit que le marché de la FHE, toutes applications confondues, atteindra environ 3,2 milliards de dollars d'ici 2030.
Vastes opportunités offertes par les technologies portables pour les capteurs imprimés/flexibles.
En résumé, la transition vers une surveillance continue de la santé et l'intérêt pour les textiles électroniques de suivi de la condition physique offrent des perspectives considérables pour l'électronique imprimée/flexible. Cela inclut à la fois les capteurs imprimés pour la détection de paramètres biologiques et l'électronique hybride flexible pour le traitement des signaux et la gestion des communications sans fil.
