Conception d'un patch transdermique intelligent pour le monitoring et l'aide à la prise de médicament

Design of transdermal patch for monitoring and drug delivery

• Auteur / Autrice : Yassine Talbi
• Direction : Damien Brulin, Jean-Yves Fourniols
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro et Nanosystèmes
• Date : Soutenance le 11/06/2018
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Génie électrique, électronique, télécommunications et santé : du système au nanosystème (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LABORATOIRE D'ANALYSE ET ARCHITECTURE DES SYSTEMES - Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] / LAAS
• Jury : Président / Présidente : Francois Olivie
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Damien Brulin, Jean-Yves Fourniols, Gilles Jacquemod, Dan Istrate, Eric Campo, Claudine Gehin, Xavier Lafontan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gilles Jacquemod, Dan Istrate

Mots clés

Mots clés contrôlés

Médicaments -- Administration par voie transcutanée

Ionophorèse

Télémédecine

Mots clés libres

HHM

Délivrance de médicament

Télésanté

Ionophorèse

Patch transdermique

HHM

Drug delivery

Iontophoresis

Transdermal patch

Monitoring system

Résumé

La surveillance personnalisée est une ambition émergente pour les technologies de la santé qui répond aux besoins des patients et des professionnels de santé. L'objectif de ce travail est d'aller jusqu’aux soins, en utilisant un actionneur télécommandé pour mettre en œuvre automatiquement une prescription médicamenteuse. Un système transdermique intelligent est conçu, sous la forme d’un patch, pour administrer de manière contrôlée des médicaments. Des expérimentations sont réalisées pour démontrer l’intérêt des techniques d’aide à la diffusion en termes de contrôle et d’amélioration de la quantité délivrée. Le contrôle de la dose administrée est corrélé à l’actionneur intégré via une loi de commande. Une modélisation et une simulation numérique de la diffusion transdermique est mise en place en liaison avec les résultats obtenus lors d’expérimentations sur une cellule de Franz, ce modèle est appliqué sur une structure planaire "patch classique". Différents scénarios de stimulations électriques et de facteurs de formes ont été conduits pour obtenir un profil d’administration optimal. La conception du système électronique est présentée d’adapter la dose administrée selon les besoins du patient est présentée. Un premier prototype est réalisé, intégrant des fonctions d’actionnement, et de récupération de données issues de capteurs intégrés.

Personalized monitoring is an emerging ambition for health technologies responding the needs of patients and healthcare professionals. In this regard, the purpose of this work is to propose a e-health care device offering active control and permanent actuating link able to control the amount of drug delivered. A first part presents our motivations related to the problems of the aging of the population, recalls the current approaches for the monitoring of the elderly and describes the need in the systems of actuations in particular for the aid to the taking of drugs. From these needs, a state of the art is proposed on the techniques for controlling the delivery of drugs. Experiments are carried out to demonstrate the efficiency of diffusion techniques controlling and improving the quantity delivered. The control of the administered dose is correlated to the integrated actuator via a control command. We present a modeling and a numerical simulation of the transdermal diffusion related to the results obtained during experiments on a Franz cell, and the transposition of the model on a planar structure. Different scenarios of electrical stimulations and shape factors have been conducted to obtain optimal administration profile. Finally, the last part is devoted to technological locks and to the design of the intelligent system which adapt the dose administered according to the needs of the patient. A prototype is made, integrating actuation functions, and data recovery from integrated sensors.