Sungbong Kim, Roozbeh Ghaffari, John A. Rogers
Ključni za poneti
- Znanstvenici su izgradili uređaj za osjet znoja u obliku tankog, fleksibilnog, vodonepropusnog ljepljivog flastera.
- Uređaj može analizirati znoj na biokemikalije poput kortizola, glukoze, vitamina C i klora.
- Može mjeriti ključne fiziološke markere kako bi pomogao ljudima da nadgledaju zdravlje, atletiku, pa čak i vojne učinke.
Samo kap znoja može otkriti puno o tijelu osobe. Razumijevanje nekih ključnih komponenata vaše biokemije može biti jednostavno poput lupljenja ljepljivim flasterom i prevlačenja po blizini vašeg pametnog telefona.
U radu objavljenom ovog tjedna uZbornik Nacionalne akademije znanosti, tim istraživača najavio je razvoj tankih, fleksibilnih flastera koji mogu sakupljati i analizirati male količine znoja u stvarnom vremenu.
„Mekani mikrofluidni sustavi koji hvataju, pohranjuju i vrše biomarkersku analizu mikrolitarskih količina znoja, in situ, dok izlazi s površine kože, predstavljaju novu klasu nosive tehnologije s moćnim mogućnostima koja nadopunjuje one tradicionalnih biofizičkih senzorskih uređaja , ”Pišu autori rada.
Ovaj flaster koristi kemiju koja mijenja boju za mjerenje razine glukoze, laktata, klora, kortizola i više kod nositelja. Oni mogu pomoći u procjeni različitih komponenata čovjekova zdravlja, poput razine hidratacije i stresa.
"Ono što pokušavamo napraviti je razviti niz tehnologija koje se mogu prikazati u obliku naljepnice", koautor dr. John Rogers, profesor biomedicinskog inženjerstva, znanosti o materijalima i neurološke kirurgije na Sveučilištu Northwestern, kaže VeryWell. "Ovo je vrsta oznake visoke vode za nas u smislu opsega funkcionalnosti uređaja te vrste."
Što ovo znači za vas
Ljepljivi flasteri uskoro će biti dostupni potrošačima za upotrebu u atletici i prehrani. Uređaji za otkrivanje znoja imaju mogućnost testiranja višestrukih zdravstvenih pokazatelja i uskoro bi se mogli integrirati u nosive uređaje poput pametnih satova.
Kako zakrpa djeluje
Ispitivanje krvi najčešća je metoda prikupljanja podataka o određenim ključnim biokemijskim tvarima poput natrija, kalija, klorida i uree. Međutim, ovaj je postupak invazivan jer zahtijeva bockanje kože ili prodiranje špricom. Zbog toga je manje privlačan kao rutinski postupak.
S druge strane, znoj se može prikupiti s površine kože bez ikakvih invazivnih radnji. Sadrži niz biokemikalija korisnih za razumijevanje i oblikovanje zdravstvenih rezultata.
Povijesno gledanje, skupljanje znoja bilo je posebno izazovno. Ponekad je uključivalo struganje s kože alatom, za razliku od rakera. U ispaši kože, materijali poput stanica kože, prljavštine i ulja mogli bi nenamjerno onečistiti uzorak.
Ovaj novi uređaj koristi mikrofluidnu tehnologiju za usmjeravanje male količine znoja kroz male kanale, ventile i spremnike u flasteru. Kad se znoj oslobodi iz pora u koži, on putuje tim putovima i komunicira s testovima - komponentama za mjerenje sastava kemikalija iz znoja. Ovaj stacionarni flaster ne samo da osigurava netaknutost uzorka znoja, već omogućuje i njegovu analizu u stvarnom vremenu.
"Ove su mikrofluidne platforme promijenile protokole koje možete koristiti za proučavanje znoja", kaže Rogers, koji je i direktor osnivanja Centra za bio-integriranu elektroniku.
Zakrpe su relativno neprimjetne na nositelju. Jedan od razloga male veličine i fleksibilne strukture je taj što zakrpa ne sadrži glomaznu bateriju. Umjesto toga, napaja se interakcijama sa pametnim telefonima.
Koristeći komunikacijsku tehnologiju bliskog dometa koja omogućava funkcije poput bežičnog plaćanja, zakrpa i pametni telefon mogu učinkovito razmjenjivati snagu i informacije. Flaster prima energiju bežično koristeći radio valove s telefona, a informacije o znoju - poput količine prikupljenog i kemijskog sastava - prenose se natrag na telefon.
Uređaj mora biti u neposrednoj blizini pametnog telefona da bi mogao raditi, što znači da korisnik mora povući svoj telefon blizu zakrpe da bi dobio snagu. No, kaže Rogers, znanstvenici bi mogli razviti uređaj s većom antenom koji bi se mogao instalirati na nešto poput sobnog bicikla kako bi se postiglo kontinuiranije čitanje.
Što nam znoj može reći
Neinvazivna priroda sakupljanja znoja može biti vrlo korisna, posebno za ljude koji se za mjerenje zdravstvenog stanja oslanjaju na rutinske krvne pretrage.
"Mana je što nitko zapravo ne zna sve toliko o znoju", kaže Rogers. „Ima ove kemijske komponente - to je poznato. Ali kako se slaže protiv krvi, zanimljivo je istraživačko pitanje i upravo smo usred toga. "
Njegova istraživačka skupina surađuje s timom kardiologa u Dječjoj bolnici Lurie u Chicagu kako bi bolje razumjela usporedbu biomarkera u znoju s onima u krvi. Na primjer, i znoj i krv sadrže glukozu. Istraživači će izmjeriti razinu u oba uzorka i procijeniti jesu li i kako povezani, kako bi senzori znoja bili precizniji i korisniji.
Mjerenje kako se kortizol, kao i glukoza i vitamin C, oslobađaju u tijelu putem znoja, moglo bi također pružiti uvid u mentalno zdravlje i fizički stres korisnika. Kortizol se oslobađa kao odgovor na fizičke i mentalne stresore i može potaknuti konzumaciju glukoze kada tijelo počne reagirati borbom ili bijegom. Uz to, povećana razina kortizola povezana je s stanjima poput pretilosti, dijabetesa, hipertenzije i depresije.
Autori se nadaju da će praćenje ovih biokemikalija putem znoja dovesti do boljeg razumijevanja interakcije kortizola, glukoze i vitamina C.
Kako će se koristiti uređaji za otkrivanje znoja
Trenutni modeli pametnih satova - kao što su Apple Watch i Fitbit - uključuju alate za mjerenje broja otkucaja srca, kretanja i razine kisika u krvi. Da bi se napredovalo dalje od ovih fizičkih mjerenja, dodavanje senzora znoja omogućilo bi korisnicima da prate biokemijska svojstva i njihov utjecaj na zdravlje korisnika.
"Imam osjećaj da će na kraju ovi veliki igrači na tržištu primiti senzore znoja jer to nije invazivno", kaže dr. Tolga Kaya, direktor inženjerskih programa na Sveučilištu Sacred Heart u Connecticutu, za Verywell. "Jednom kad ga primene u svoje satove, on će postati veći."
Na temelju istraživanja Rogersa i njegovog tima, Gatorade je razvio GX znojni flaster. Proizvod je pojednostavljena verzija opisane u studiji i samo ispituje čimbenike relevantne za sportaše, poput hidratacije i razine elektrolita.
Proizvod je najavljen reklamom tijekom poluvremena na NBA All-Star utakmici u veljači, a u trgovinama sportske opreme bit će dostupan sljedeće godine. Zakrpa je također prešla u virtualno područje kao proizvod u najnovijoj verziji video igre NBA 2K.
Ova tehnologija ima različite primjene u sferama atletike i prehrane, uključujući praćenje gubitka znoja i razine elektrolita.
"Možete znati je li netko hidratiziran ili dehidriran u stvarnom vremenu, što je vrlo korisno jer kad primijetite da ste žedni ili dehidrirani, već je prekasno da ga vratite", kaže Tolga, koji nije povezan s Sjeverozapadni list. "Gubite mentalne performanse, fizičke performanse prilično brzo."
Rogers i Tolga kažu da bi ti uređaji mogli biti korisni i za vojsku. Da bi se bolje održavalo zdravlje ljudi koji poslužuju, flasteri poput ovih mogli bi procijeniti razinu njihove hidratacije i kortizola kako bi osigurali vrhunske tjelesne i mentalne performanse.
Dok znanstvenici uče o tome kako dizajnirati uređaje koji koegzistiraju sa živim sustavima, postoji prostor za nevjerojatne mogućnosti. Od implantabilnih uređaja za mozak do flastera za praćenje zdravlja novorođenčadi, Rogers kaže da postoji mnogo načina na koje nam novi alati mogu pomoći da bolje razumijemo našu osnovnu biologiju.
"To je zaista bogat, širok prostor za bavljenje akademskim istraživanjima orijentiranim na otkrića", kaže Rogers. „To je vrsta znanosti s posljedicama, u određenom smislu. Ako razvijete razumijevanje, možda ćete moći stvoriti temelje za tehnologije koje bi mogle transformirati načine na koje pružamo zdravstvenu zaštitu izravnim koristima i poboljšanim ishodima za pacijente, smanjenim troškovima i raspoloživošću u siromašnim dijelovima planeta. "
.jpg)
