Cercetătorii au dezvoltat un dispozitiv capabil să analizeze în timp real transpirația și să urmărească simultan până la patru biomarkeri importanți, inclusiv glucoza și cetonele.
Piața dispozitivelor purtabile a evoluat spectaculos în ultimii ani. Ceasurile și inelele inteligente pot măsura pulsul, nivelul de oxigen din sânge, temperatura pielii sau calitatea somnului. Însă toate aceste informații sunt, în esență, parametri fizici.
Acum, inginerii de la Universitatea din California, San Diego (UC San Diego), susțin că au făcut un pas uriaș înainte, dezvoltând ceea ce consideră a fi primul inel inteligent complet integrat pentru monitorizarea biochimică zilnică.
Rezultatele au fost publicate în prestigioasa revistă Nature Communications și descriu un prototip capabil să analizeze în permanență compoziția chimică a transpirației de la nivelul degetului.
Noul inel inteligent poate urmări simultan până la patru biomarkeri chimici, selectați dintre:
glucoza;
cetonele;
vitamina C;
acidul uric;
lactatul;
alcoolul.
Această combinație oferă o imagine mult mai complexă asupra stării organismului decât dispozitivele purtabile disponibile în prezent.
Potrivit cercetătorilor, monitorizarea simultană a acestor biomarkeri poate ajuta atât persoanele cu diabet, cât și pe cele interesate de nutriție, performanță sportivă sau monitorizarea metabolismului.
Una dintre cele mai promițătoare aplicații ale dispozitivului este monitorizarea diabetului.
În prezent, majoritatea sistemelor comerciale urmăresc doar nivelul glucozei. Însă cetonele oferă informații suplimentare extrem de importante despre modul în care organismul utilizează energia și pot semnala apariția unor complicații severe, precum cetoacidoza diabetică.
Profesorul Joseph Wang, coordonatorul echipei de cercetare din cadrul Departamentului de Inginerie Chimică și Nanoinginerie al UC San Diego Jacobs School of Engineering, explică faptul că accesul simultan la aceste informații moleculare ar putea ajuta la luarea unor decizii mult mai bine fundamentate privind sănătatea, conform Medical Xpress.
Potrivit acestuia, posibilitatea monitorizării continue atât a glucozei, cât și a cetonelor ar putea contribui la ajustarea mai eficientă a dozelor de insulină și la un control mai bun al diabetului.
Primul autor al studiului, Tamoghna Saha, cercetător postdoctoral în laboratorul lui Joseph Wang, subliniază că inelele inteligente existente oferă doar informații biofizice.
Acestea pot monitoriza ritmul cardiac, activitatea fizică sau somnul, însă nu pot analiza biomarkerii moleculari care reflectă procesele biochimice din organism.
Noul dispozitiv încearcă să completeze exact această lipsă, transformând un accesoriu discret într-un adevărat laborator biochimic miniatural.
Una dintre cele mai interesante caracteristici ale noului dispozitiv este faptul că nu necesită efort fizic pentru a funcționa.
În mod obișnuit, majoritatea senzorilor care analizează transpirația au nevoie de cantități mari de lichid, obținute prin exercițiu fizic sau stimulare electrică.
În cazul acestui inel, transpirația este colectată pasiv de la suprafața pielii printr-o tehnologie inovatoare bazată pe osmoză.
Practic, dispozitivul poate funcționa chiar și atunci când persoana stă liniștită.
Colectarea transpirației este realizată prin intermediul unui hidrogel osmotic, un polimer moale care creează un gradient de presiune capabil să extragă în mod natural lichidul de pe suprafața pielii.
Cercetătorii compară procesul cu modul în care apa este transportată din sol către frunzele plantelor.
Metoda este complet nedureroasă și nu presupune înțepături sau alte proceduri invazive.
După colectare, transpirația ajunge într-un canal fluidic și este analizată de o rețea de senzori electrochimici integrați în interiorul inelului.
Un aspect important al tehnologiei este că dispozitivul nu se bazează pe o singură măsurătoare.
Prin determinări repetate, sistemul stabilește factori individuali de calibrare pentru fiecare utilizator, transformând semnalele electrice ale senzorilor în valori ale concentrațiilor biomarkerilor.
Această abordare permite interpretarea mai precisă a tendințelor biochimice ale fiecărei persoane și reduce influența diferențelor individuale dintre utilizatori.
Pentru a verifica performanța dispozitivului, cercetătorii au realizat teste clinice atât pe voluntari sănătoși, cât și pe persoane diagnosticate cu diabet zaharat de tip 1.
Rezultatele au fost încurajatoare.
Valorile glicemiei estimate de inel au fost foarte apropiate de cele obținute cu sistemele comerciale de monitorizare continuă a glucozei (CGM).
În același timp, valorile cetonelor au fost comparabile cu cele măsurate de glucometrele comerciale dedicate.
Aceste rezultate sugerează că dispozitivul ar putea deveni, în viitor, un instrument util pentru monitorizarea continuă a stării metabolice, deși sunt necesare studii suplimentare și validări pe scară largă înainte de utilizarea clinică de rutină.
Inelul este complet integrat și conține:
senzorii biochimici;
componente electronice cu consum redus de energie;
o baterie flexibilă;
sistemul de comunicație wireless.
Toate datele sunt transmise în timp real către o aplicație instalată pe telefonul mobil, unde utilizatorul poate urmări evoluția biomarkerilor și tendințele acestora.
Deși include numeroase componente electronice, dispozitivul păstrează dimensiunile unui inel obișnuit.
Carcasa este realizată dintr-un polimer imprimat 3D, iar placa electronică este mai mică decât o monedă americană de 25 de cenți.
Alimentarea este asigurată de o baterie flexibilă reîncărcabilă cu oxid de zinc-argint, care oferă aproximativ 12 ore de autonomie între încărcări.
Joseph Wang afirmă că integrarea tuturor acestor componente într-un format atât de compact este una dintre cele mai mari realizări ale proiectului.
Deși inelul se află încă în stadiul de prototip și nu este disponibil comercial, cercetarea deschide perspective importante pentru medicina personalizată.
Monitorizarea simultană a mai multor biomarkeri ar putea permite detectarea timpurie a modificărilor metabolice, optimizarea tratamentului diabetului și adaptarea alimentației sau a stilului de viață pe baza unor date obținute în timp real.
Dacă tehnologia va fi validată în studii clinice mai ample și va ajunge pe piață, viitorul monitorizării sănătății ar putea însemna mai puține înțepături, mai mult confort și informații mult mai detaliate despre ceea ce se întâmplă în organism, direct de pe un dispozitiv purtat discret pe deget.
Tratamentul diabeticilor, schimbat total. Milioane de diabetici vor rămâne fără tratament.
Diabetul de tip 5 tocmai a fost recunoscut oficial! Milioane de oameni afectați fără să știe – iată ce trebuie să afli chiar acum!
