Seuls, nus et avec une protection sur les yeux – c'est ainsi que sont traités les nouveau-nés en couveuse, lorsqu'ils souffrent de jaunisse. Une photothérapie par lumière bleue en couveuse est nécessaire, car en cas de jaunisse du nouveau-né, des substances toxiques issues de la dégradation de l'hémoglobine sont stockées dans la peau. Les chercheurs du département Biomimetic Membranes and Textiles de l'Empa ont considérablement amélioré cette procédure, jusqu'ici peu adaptée aux enfants, en développant un traitement qui répond aux besoins des nouveau-nés : l'équipe de Luciano Boesel a conçu un pyjama lumineux pour bébés, qui fait du traitement une expérience de bien-être.

Les chercheurs en matériaux ont pour cela créé des textiles incluant des fibres optiques conductrices. Des LEDs à piles servent de source lumineuse pour éclairer les fils conducteurs de lumière. Les fibres optiques sont tissées avec des fibres traditionnelles dans une étoffe satinée, qui répartit uniformément la lumière diffusée sur le tissu, comme les chercheurs l'ont expliqué récemment dans la revue spécialisée «Biomedical Optics Express».

Selon le procédé de tissage, la lumière des fibres optiques pénètre le tissu de manière différente. Un tissu de satin (voir ci-dessous) croisant les fils le moins possible est nettement préférable à un tissu de toile simple (voir ci-dessus). (Image: Empa)

Avec un diamètre d'environ 160 micromètres, la dimension des fibres optiques correspond aux fils standard. Afin que la lumière bleue, d'une longueur d'onde de 470 nm dans le domaine thérapeutique, ne reste pas à l'intérieur des fibres, mais qu'elle soit diffusée sur la peau du bébé, l'équipe de Boesel a déterminé l'angle adéquat d'inclinaison des fibres lors du tissage. Le meilleur résultat a été obtenu grâce à un procédé de tissage avec une armure dite 6/6, qui permet d'obtenir une étoffe satinée. Les fibres optiques présentent ici particulièrement peu de points de croisement avec le fil traditionnel ainsi qu'une courbure idéale, de sorte que la lumière est diffusée uniformément sur le tissu.

Les textiles conducteurs ainsi tissés permettent de confectionner une grenouillère ou une gigoteuse, afin que le petit patient soit habillé, puisse être tenu dans les bras et alimenté. Et étant donné que le pyjama, s'il est commercialisé, pourra être fabriqué de manière à diffuser sa lumière uniquement vers l'intérieur, à savoir vers la peau de l'enfant, celui-ci n'aura pas besoin de porter un masque de protection gênant. Car, contrairement à la photothérapie en couveuse, qui éclaire le visage du bébé, les rayons à ondes courtes du pyjama n'atteignent pas les yeux sensibles du bébé.

Lorsque le tissu inclut des fibres optiques polymères couplées à des LEDs, l'éclairage fourni se situe dans la plage de longueurs d'ondes adapté au traitement. Autre avantage : le tissu de satin est respirant et souple sur la peau. (Image: Empa)

Maike Quandt, auteure principale de la publication, sait que les tissus lumineux se prêtent aussi à un usage quotidien. «Les textiles photoniques sont lavables et bien tolérés par la peau», explique la chercheuse. Grâce à un modèle de thermorégulation, les chercheurs ont étudié la respirabilité des textiles lumineux. Un modèle de peau de l'Empa a également montré que le pyjama est très satisfaisant en ce qui concerne le frottement sur la peau. «Le tissu de satin est souple et correspond au confort d'une grenouillère type», déclare la chercheuse en matériaux.

La jaunisse du nouveau-né est un phénomène courant, car le métabolisme du bébé quelques jours après la naissance est encore peu stable. Normalement, de nombreuses substances toxiques du corps sont éliminées par le foie. Lors de la dégradation de l'hémoglobine, il peut cependant arriver que le foie de l'enfant soit surchargé. Si la substance toxique issue de la dégradation, appelée bilirubine, est produite en grande quantité, des dépôts jaunes visibles se forment au niveau de la peau. La situation devient dangereuse lorsque la quantité dépasse un certain seuil de bilirubine et que la substance jaune peut endommager le cerveau. Dans les cas graves de jaunisse, seule une transfusion sanguine permet d'éviter des lésions cérébrales.

À des fins de démonstration, on a confectionné une grenouillère traditionnelle à l'aide du textile lumineux. En vue d'une application clinique future, le pyjama diffuse toutefois sa lumière bleue uniquement vers l'intérieur, à savoir vers la peau de l'enfant. (Image: Empa)

La photothérapie en couveuse permet aujourd'hui d'éviter cette évolution dramatique, lorsqu'elle est pratiquée à temps. Des intensités lumineuses de 30 microwatts/cm² dans la région spectrale bleue permettent la transformation de la bilirubine toxique en une forme soluble, que l'organisme immature du nouveau-né peut éliminer facilement. Le prototype de pyjama en textile photonique diffuse pour l'instant une lumière bleue de faible intensité. «En cas de commercialisation, l'intensité lumineuse du pyjama devra être encore un peu augmentée», déclare Maike Quandt. Cela ne devrait cependant pas être trop difficile, il suffirait simplement d'utiliser des diodes luminescentes de plus forte intensité.