Сунгбонг Ким, Роозбех Гхаффари, Јохн А. Рогерс
Кључне Такеаваис
- Научници су направили уређај за осетљивост зноја у облику танког, флексибилног, водонепропусног лепљивог фластера.
- Уређај може да анализира зној на биохемикалије попут кортизола, глукозе, витамина Ц и хлора.
- Може да измери кључне физиолошке маркере како би помогао људима да прате здравље, атлетику, па чак и војне учинке.
Само кап зноја може много открити о човековом телу. Сада разумевање неких кључних компонената ваше биохемије може бити лако као лупљење лепљивим фластером и превлачењем близу вашег паметног телефона.
У раду објављеном ове недеље уЗборник Националне академије наука, тим истраживача најавио је развој танких, флексибилних фластера који могу сакупљати и анализирати мале количине зноја у реалном времену.
„Мекани микрофлуидни системи који хватају, чувају и врше анализу биомаркера запремина микролитара зноја, ин ситу, док излази са површине коже, представљају нову класу носивих технологија са моћним могућностима које допуњују оне традиционалних биофизичких сензорских уређаја “, Пишу аутори листа.
Овај фластер користи хемију која мења боју за мерење нивоа глукозе, лактата, хлора, кортизола и више код корисника. Они могу помоћи у процени различитих компоненти човековог здравља, попут нивоа хидратације и стреса.
„Оно што покушавамо је да развијемо пакет технологија које се могу приказати у облику налепнице“, коаутор др Јохн Рогерс, професор биомедицинског инжењерства, науке о материјалима и неуролошке хирургије на Универзитету Нортхвестерн, каже ВериВелл. „Ово је врста ознаке високе воде за нас у смислу обима функционалности уређаја те врсте.“
Шта ово значи за вас
Лепљиви фластери ускоро ће бити доступни потрошачима за употребу у атлетици и исхрани. Уређаји за откривање зноја имају могућност тестирања више здравствених показатеља и ускоро би могли да буду интегрисани у носиве уређаје попут паметних сатова.
Како закрпа функционише
Испитивање крви је најчешћи метод за прикупљање информација о одређеним кључним биохемикалијама као што су натријум, калијум, хлорид и уреа. Међутим, овај процес је инвазиван, јер захтева боцкање коже или продирање шприцем у њу. Због тога је мање привлачан као рутински процес.
Зној се, с друге стране, може сакупљати са површине коже без икаквих инвазивних радњи. Садржи бројне биохемикалије корисне за разумевање и обликовање здравствених резултата.
Историјски гледано, сакупљање зноја било је посебно изазовно. Понекад је подразумевало стругање са коже помоћу алата, за разлику од брисача. У испаши коже, материјали попут ћелија коже, прљавштине и уља могли би ненамерно загађивати узорак.
Овај нови уређај користи микрофлуидну технологију за усмеравање малих количина зноја кроз мале канале, вентиле и резервоаре у фластеру. Када се зној ослободи из пора у кожи, он путује тим путевима и комуницира са тестовима - компонентама за мерење састава хемикалија из зноја. Овај стационарни фластер не само да осигурава нетакнут узорак зноја, већ омогућава и његову анализу у реалном времену.
„Ове микрофлуидне платформе су промениле протоколе које можете користити за проучавање зноја“, каже Рогерс, који је и директор оснивања Центра за био-интегрисану електронику.
Закрпе су релативно неупадљиве на носиоцу. Један од разлога за малу величину и флексибилну структуру је тај што закрпа не садржи гломазну батерију. Уместо тога, напаја се интеракцијама са паметним телефонима.
Користећи комуникациону технологију блиског домета која омогућава функције попут бежичног плаћања, закрпа и паметни телефон могу ефикасно размењивати снагу и информације. Фластер прима енергију бежично користећи радио таласе са телефона, а информације о зноју - попут количине прикупљеног и хемијског састава - преносе се на телефон.
Уређај мора бити у непосредној близини паметног телефона да би могао да ради, што значи да корисник мора да превуче свој телефон близу закрпе да би добио снагу. Али, каже Роџерс, научници би могли да развију уређај са већом антеном који би могао да се постави на нешто попут вежбања како би се постигло континуираније читање.
Шта нам зној може рећи
Неинвазивна природа сакупљања зноја може бити веома корисна, посебно за људе који се за мерење здравственог стања ослањају на рутинске тестове крви.
„Мана је што нико заиста не зна толико пуно о зноју“, каже Рогерс. „Има ове хемијске компоненте - то је познато. Али како се нагомилава против крви, занимљиво је истраживачко питање и управо смо усред тога. "
Његова истраживачка група сарађује са тимом кардиолога у Дечјој болници Лурие у Чикагу како би боље разумела како се биомаркери у зноју упоређују са онима у крви. На пример, и зној и крв садрже глукозу. Истраживачи ће измерити нивое у оба узорка и проценити да ли су и како повезани, како би сензори зноја били тачнији и кориснији.
Мерење како се кортизол, као и глукоза и витамин Ц, ослобађају у телу путем зноја, такође би могло да пружи увид у ментално здравље и физички стрес корисника. Кортизол се ослобађа као одговор на физичке и менталне стресоре и може покренути потрошњу глукозе када тело почне да реагује на борбу или лет. Поред тога, повећани нивои кортизола повезани су са условима као што су гојазност, дијабетес, хипертензија и депресија.
Аутори се надају да ће праћење ових биохемикалија путем зноја довести до већег разумевања интеракције кортизола, глукозе и витамина Ц.
Како ће се користити уређаји за откривање зноја
Тренутни модели паметних сатова - попут Аппле Ватцх-а и Фитбита - укључују алате за мерење пулса, кретања и нивоа кисеоника у крви. Да би се напредовало даље од ових физичких мерења, додавање сензора зноја омогућило би корисницима да прате биохемијска својства и њихов утицај на здравље корисника.
„Имам осећај да ће на крају ови велики играчи на тржишту преосетити зној јер то није инвазивно“, каже др Толга Каиа, директор инжењерских програма на Универзитету Светог срца у Конектикату, за Веривелл. „Једном када га примене у сатове, он ће постати већи.“
На основу истраживања Роџерса и његовог тима, Гатораде је развио ГКС знојни фластер. Производ је поједностављена верзија оне која је описана у студији и само испитује факторе релевантне за спортисте, попут хидратације и нивоа електролита.
Производ је најављен рекламом током полувремена на НБА Алл-Стар утакмици у фебруару и биће доступан у продавницама спортске опреме следеће године. Закрпа је такође прешла у виртуелно царство као производ у најновијој верзији видео игре НБА 2К.
Ова технологија има различите намене у сферама атлетике и исхране, укључујући праћење губитка зноја и нивоа електролита.
„Можете да утврдите да ли је неко хидриран или дехидриран у реалном времену, што је врло корисно, јер када приметите да сте жедни или дехидрирани, већ је касно да га вратите“, каже Толга, који није повезан са Северозападни лист. „Прилично брзо губите менталне перформансе, физичке перформансе.“
Роџерс и Толга кажу да би ови уређаји такође могли бити корисни за војску. Да би се боље одржавало здравље људи који послужују, фластери попут ових могли би да процене ниво њихове хидратације и кортизола како би осигурали врхунске физичке и менталне перформансе.
Док научници уче о томе како да пројектују уређаје који коегзистирају са живим системима, постоји простор за невероватне могућности. Од имплантабилних уређаја за мозак до фластера за праћење здравља новорођенчади, Рогерс каже да постоји много начина на које нам нови алати могу помоћи да боље разумемо нашу основну биологију.
„То је заиста богат, широк простор за бављење академским истраживањима оријентисаним на открића“, каже Рогерс. „То је врста науке са последицама, у извесном смислу. Ако развијете разумевање, можда ћете моћи да створите темеље за технологије које могу трансформисати начине на које пружамо здравствену заштиту са директним користима и побољшаним исходима за пацијенте, смањеним трошковима и расположивошћу у сиромашним деловима планете. “
