Une avancée en impression 3D pour la détection précoce de la fièvre de lait

La fièvre vitulaire, aussi appelée fièvre de lait, est une maladie métabolique courante qui pose un sérieux problème dans l’agriculture, tant sur le plan sanitaire qu’économique. Selon une étude, elle touche principalement les vaches laitières en lactation, avec près de 50 % des vaches adultes et 25 % des génisses primipares affectées. Cette maladie se manifeste par une chute du taux de calcium dans le sang, altérant des fonctions vitales telles que l’activité musculaire et nerveuse. En plus de mettre en danger la santé des animaux, la fièvre de lait réduit considérablement la production de lait, entraînant des pertes économiques pouvant atteindre 290 dollars par vache, soit environ 8 000 dollars pour une exploitation de 100 vaches.

Diagnostiquer la fièvre vitulaire représentait jusqu’à présent un défi pour les éleveurs, les symptômes typiques étant souvent difficiles à identifier. Cependant, cette situation pourrait bientôt évoluer grâce à une équipe de scientifiques de Virginia Tech. Ces derniers ont développé, à l’aide de la fabrication additive, un capteur capable de détecter la fièvre du lait en seulement dix secondes, offrant ainsi une solution durable pour l’agriculture et la santé animale.

Le capteur est conçu pour mesurer la concentration de calcium et de phosphate dans les échantillons de lait de vache. Il a été fabriqué à l’aide de la technologie d’impression 3D résine, choisie pour sa flexibilité et son coût abordable. Le processus de production repose sur une impression couche par couche, suivie d’un séchage aux UV, permettant de créer des structures microscopiques sur la surface. Ensuite, un revêtement d’or est appliqué par évaporation à l’aide d’un faisceau d’électrons. La surface ondulée à l’échelle microscopique assure une sensibilité élevée, tandis que la structure du capteur intègre trois électrodes, dont deux servent d’électrodes de travail.

Les électrodes ont été recouvertes de membranes sélectives aux ions, spécifiques au calcium et au phosphate. Il est essentiel que le capteur puisse détecter des concentrations d’ions à l’échelle attomolaire, soit 138 aM pour le calcium. Cela permet d’identifier de légers signes de fièvre vitulaire avant l’apparition de symptômes plus graves.

Le capteur imprimé en 3D offre de nombreux avantages, notamment son faible coût, contrairement aux solutions de diagnostic traditionnelles, souvent onéreuses et complexes à utiliser. Ce capteur peut être fabriqué en seulement deux heures avec un minimum de ressources, et son utilisation ne requiert aucune expertise spécialisée.

Il participe également à la promotion d’une agriculture durable en facilitant la surveillance de la santé des vaches, permettant ainsi des diagnostics rapides et précis sur place. De plus, les pertes économiques peuvent être minimisées et le capteur offre également la possibilité de s’étendre, par exemple pour mesurer différents biomarqueurs dans les échantillons de lait afin de détecter d’autres maladies animales. Pour en savoir plus sur le projet, cliquez ICI.

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