Transpirația ar putea deveni o sursă importantă de informații despre metabolism, dincolo de rolul său în reglarea temperaturii corporale. La University of California San Diego, a fost dezvoltat un inel inteligent capabil să analizeze în timp real biomarkeri din transpirație, deschizând perspectiva unei monitorizări metabolice continue și neinvazive.
Rezultatele, publicate în Nature Communications, arată că prototipul poate monitoriza simultan până la patru biomarkeri, inclusiv glucoza și cetonele, cu rezultate promițătoare în studiile preliminare.
De ce transpirația este următoarea frontieră a dispozitivelor wearable
Dispozitivele wearable (purtabile) disponibile în prezent monitorizează în principal parametri fiziologici, precum ritmul cardiac, temperatura pielii, calitatea somnului, saturația în oxigen sau nivelul de activitate. Aceste informații sunt utile pentru evaluarea stării generale de sănătate, însă nu surprind modificările biochimice care stau la baza proceselor fiziologice.
Potrivit autorilor, monitorizarea continuă a biomarkerilor ar putea completa această imagine, deoarece analizele de sânge sau alte determinări punctuale surprind doar un moment în timp și pot rata fluctuațiile metabolice care apar pe parcursul zilei. În acest context, cercetătorii au dezvoltat “Continuous Health Analyzing Ring Module (CHARM)”, un prototip de inel inteligent conceput pentru monitorizarea continuă a biomarkerilor din transpirație.
Cum funcționează inelul inteligent CHARM
CHARM este un dispozitiv compact, cu diametrul exterior de aproximativ 3 cm și o greutate de 5,1 grame, care poate fi purtat asemenea unui inel obișnuit. Spre deosebire de alte sisteme experimentale bazate pe transpirație, acesta nu necesită exercițiu fizic sau stimulare electrică pentru a obține probe biologice. În schimb, utilizează un hidrogel osmotic care extrage pasiv transpirația de la suprafața pielii, prin crearea unui gradient de presiune.
Transpirația este direcționată către un sistem microfluidic integrat, unde este analizată de senzori electrochimici miniaturizați. Dispozitivul poate monitoriza simultan maximum patru biomarkeri, selectați dintre:
- glucoză;
- β-hidroxibutirat (cetone);
- acid uric;
- lactat;
- acid ascorbic (vitamina C);
- alcool.
Datele sunt transmise wireless către un dispozitiv conectat prin Bluetooth, iar bateria flexibilă integrată oferă o autonomie de aproximativ 12 ore între încărcări.
Ce au arătat testele
Prototipul a fost evaluat în studii preliminare care au inclus atât voluntari sănătoși, cât și persoane cu diabet zaharat de tip 1. Testele au arătat că estimările obținute pe baza biomarkerilor din transpirație au avut o concordanță bună cu valorile determinate prin metode convenționale din sânge.
Pentru glucoză, concentrațiile estimate pe baza transpirației au prezentat o abatere medie relativă de aproximativ 13,7% comparativ cu valorile măsurate în sânge. De asemenea, monitorizarea glucozei și a cetonelor a demonstrat o concordanță bună cu glucometrele comerciale și cu sistemele de monitorizare continuă a glicemiei (CGM), atât la voluntari sănătoși, cât și la persoane cu diabet zaharat de tip 1.
Un alt rezultat important este că sistemul utilizează o calibrare personalizată pentru fiecare utilizator. În experimente repetate, coeficienții individuali de calibrare s-au menținut stabili timp de aproximativ două luni, sugerând că necesitatea recalibrării frecvente ar putea fi redusă în viitor.
Ce aplicații ar putea avea
Monitorizarea simultană a mai multor biomarkeri ar putea oferi o imagine mai completă asupra metabolismului decât măsurarea exclusivă a glicemiei. De exemplu, cetonele sunt relevante pentru identificarea riscului de cetoacidoză diabetică, acidul uric este asociat cu rezistența la insulină și riscul cardiovascular, lactatul reflectă metabolismul anaerob și răspunsul la efort, iar consumul de alcool poate influența controlul glicemic și riscul de hipoglicemie.
Autorii consideră că, pe termen lung, astfel de dispozitive ar putea contribui la monitorizarea diabetului, a stării metabolice și a statusului nutrițional, precum și la dezvoltarea unor sisteme wearable care să combine informațiile biochimice cu cele fiziologice.
Tehnologia rămâne în stadiul de prototip
Deși rezultatele sunt promițătoare, CHARM este în prezent un prototip de cercetare și nu un dispozitiv destinat utilizării clinice. Studiul a inclus un număr redus de participanți, iar autorii subliniază necesitatea unor studii clinice extinse pentru validarea performanței în populații diverse și în condiții de utilizare pe termen lung.
În plus, dispozitivul nu a fost evaluat pentru ajustarea dozelor de insulină sau pentru utilizarea în sisteme automate de administrare a insulinei. Cercetătorii intenționează să îmbunătățească rezistența la apă, să optimizeze sistemul de extracție a transpirației pentru monitorizare pe mai multe zile și să dezvolte versiuni capabile să integreze monitorizarea biochimică și a parametrilor fiziologici într-un singur dispozitiv wearable.
Mai degrabă decât un concurent al inelelor inteligente comerciale disponibile în prezent, CHARM demonstrează că monitorizarea continuă și neinvazivă a biomarkerilor din transpirație este fezabilă și ar putea reprezenta următoarea etapă în evoluția dispozitivelor wearable dedicate sănătății.
Inteligența artificială generativă a fost utilizată pentru sprijin în redactare. Articolul a fost verificat, editat și aprobat de echipa Raportul de Gardă, care își asumă responsabilitatea editorială pentru conținut.
Citește și:
- STUDIU. Thermal Earrings, cerceii inteligenți care monitorizează continuu temperatura utilizatorului
- STUDIU. Dispozitivele wearables, eficiente în screeningul persoanelor la risc de fibrilație atrială și insuficiență cardiacă
- Tranziția către o abordare personalizată a obezității: cinci fenotipuri asociate mâncatului excesiv au fost identificate cu ajutorul wearables