În cadrul Universității San Diego din California a fost dezvoltat un dispozitiv wearable foarte asemănător ca formă unui plasture, care poate monitoriza metaboliții regăsiți în transpirație: glucoza, vitamina C, lactatul și levodopa (L-dopa, precursor al dopaminei). Plasturele inteligent este subțire și foarte maleabil, înfășurându-se în jurul degetului utilizatorului. Nu are nevoie de o sursă externă de alimentare deoarece este alcătuit din structuri capabile să convertească substanțele chimice care compun transpirația în energie electrică.
Datorită autonomiei pe care o are, dispozitivul poate fi purtat continuu, oricând și oriunde, indiferent de activitatea desfășurată de utilizator. Aplicațiile sale în sănătate depășesc sfera monitorizării metaboliților din transpirația de pe suprafața degetului, plasturele inteligent putând fi modificat pentru a identifica prezența diverșilor biomarkeri. În același timp, conceptul poate fi integrat și în sisteme cu circuit închis, precum pancreasul artificial. Într-o astfel de aplicație, rolul dispozitivului ar fi să monitorizeze constant nivelul de glucoză al pacientului și să semnaleze momentul în care este nevoie să se administreze insulina.
Plasturele inteligent a fost descris într-un studiu publicat în jurnalul Nature Electronics. Modul său de funcționare este simplu – se înfășoară în jurul degetului, datorită numărului ridicat de glande sudoripare de la nivelul vârfului degetului transpirația se produce foarte rapid, asigurând senzorilor un flux constant de metaboliți prin procesul de osmoză, iar datele sunt colectate și transmise prin Bluetooth către o aplicație mobilă sau pentru PC.
„Senzorii portabili pot fi utilizați pentru a măsura diverse semnale biologice în timp real. Cu toate acestea, implementarea pe scară largă a dispozitivelor wearable electronice este restricționată de un număr de provocări: siguranța, biocompatibilitatea, dimensiunea, lipsa de acuratețe sau utilizarea incomodă. Utilizarea bateriilor rigide crește dimensiunea dispozitivului, implică nevoia de reîncărcare a acestuia sau chiar înlocuirea completă a bateriei și uneori poate chiar să pună în pericol siguranța purtătorului” – afirmă Prof. Joseph Wang, autor al studiului, profesor în cadrul Aiiso Yufeng Li Family Department of Chemical and Nano Engineering at UC San Diego.
Unul dintre principalele avantaje ale dispozitivului constă în faptul că nu are nevoie de o sursă externă de alimentare. Acest lucru îl face flexibil și îi reduce considerabil dimensiunile. Sistemul conține celule de biocombustibil și o serie de baterii din AgCl-Zn cu ajutorul cărora extrage și stochează bioenergie din transpirație. Cantitatea de transpirație produsă în mod normal la nivelul degetului este suficientă cât să alimenteze dispozitivul atât în lipsa activității fizice cât și în timpul somnului. Neavând o baterie convențională, nevoia încărcării din timp în timp este eliminată, astfel încât plasturele poate fi purtat oricând fără grija că se poate opri din funcționare.
Prototipul wearable fost testat pe un grup de voluntari sănătoși, după ce aceștia realizaseră diverse activități: după consumul de alimente, după realizarea exercițiilor fizice și după consumul suplimentelor de vitamina C și a fasolei Fava. Rezultatele au arătat că dispozitivul are o acuratețe bună în identificarea a patru metaboliți: glucoza, vitamina C, lactatul și levodopa.
Citește și:
- Progres în tehnologia wearable: căldura emisă de corpul uman, convertită în electricitate pentru a alimenta senzorii dispozitivelor purtabile de monitorizare a sănătății
- STUDIU. Boala Parkinson, identificată de smartwatch-uri cu până la 7 ani înainte de diagnostic
- STUDIU. Monitorizarea sănătății prin e-textile: hainele de zi cu zi, transformate în senzori pentru activitatea fizică