Môže odhaliť oveľa viac než len to, ako dobre sme spali či ako rýchlo nám bije srdce.
Experimentálny inteligentný prsteň nepretržite analyzuje pot z prsta. Zdroj: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering
Inžinieri z Kalifornskej univerzity v San Diegu vyvinuli experimentálny inteligentný prsteň, ktorý nepretržite analyzuje pot z prsta a monitoruje viaceré molekuly súvisiace s metabolizmom, výživou, fyzickou aktivitou a konzumáciou alkoholu.
Prototyp dokáže merať až štyri biomarkery naraz, pričom výmenné senzory sú navrhnuté na detekciu glukózy, ketónov, vitamínu C, kyseliny močovej, laktátu a alkoholu.
Táto technológia predstavuje posun od fyzikálnych meraní, ktoré zaznamenáva väčšina spotrebiteľských nositeľných zariadení. Existujúce inteligentné prstene sa zvyčajne spoliehajú na signály, akými sú napríklad srdcová frekvencia, pohyb a teplota kože, zatiaľ čo nové zariadenie je navrhnuté tak, aby zachytávalo meniace sa chemické informácie z vnútra tela.
„Komerčné prstene poskytujú iba biofyzikálne informácie, chýbajú im však molekulárne informácie o biochemických markeroch, ktoré ponúkajú hlbší pohľad na zdravotný stav jednotlivca,“ uviedol hlavný autor štúdie Tamoghna Saha, postdoktorand v laboratóriu Josepha Wanga.
Pozrite si
Výskum, publikovaný v časopise Nature Communications, opisuje prsteň ako prvý plne integrovaný inteligentný prsteň určený na rutinné biochemické monitorovanie.
Zbiera pot bez fyzickej aktivity
Zaujímavosťou je, že používatelia tohto zariadenia nemusia cvičiť ani sa zámerne potiť, aby prsteň vykonal merania. Prsty neustále uvoľňujú určitú vlhkosť, a to aj vtedy, keď odpočívame. Prsteň zachytáva pot prostredníctvom osmózy pomocou techniky, ktorú ako prvý vyvinul postdoktorand Tamoghna Saha.
Mäkký materiál nazývaný osmotický hydrogél vytvára tlakový rozdiel, ktorý jemne vťahuje pot kožou do úzkeho kanálika na tekutinu. Tento proces je bezbolestný a pripomína prirodzený pohyb vody z pôdy smerom k listom rastliny.
Vnútri prsteňa meria sústava elektrochemických senzorov molekuly v zachytenom pote. Elektronické signály sa následne prevádzajú na odhadované koncentrácie pomocou kalibračných faktorov vyvinutých pre každého používateľa. Táto personalizovaná kalibrácia je dôležitá, pretože zloženie potu a vzťah medzi meraniami potu a krvi sa môžu u jednotlivých osôb líšiť.
Schopnosť sledovať viacero molekúl súčasne môže odhaliť vzory, ktoré by pri jedinom meraní zostali nepovšimnuté. Glukóza a ketóny napríklad poskytujú odlišné, ale prepojené informácie o tom, ako telo získava a využíva energiu. Nepretržité monitorovanie by mohlo ukázať, ako sa tieto hladiny menia po jedle, počas pôstu, cvičenia alebo v reakcii na lieky.
Takýto prsteň, ktorý v reálnom čase zaznamenáva dôležité fyziologické funkcie, dokáže okrem toho nepretržite a súčasne sledovať hladinu glukózy aj ketónov, čo výrazne prispieva k optimálnemu dávkovaniu inzulínu pri liečbe cukrovky.
Autori štúdie sa rozhodli otestovať prsteň na dobrovoľníkoch s diabetom 1. typu, u ktorých boli namerané hodnoty glukózy z prsteňa takmer identické s hodnotami nameranými komerčnými prístrojmi určenými na nepretržité meranie glukózy – CGM – systému kontinuálneho monitorovania glukózy, ktorý informuje pacienta o vývoji glukózy v pravidelných intervaloch. Aj výsledky merania ketónov sa veľmi zhodovali s hodnotami z komerčných glukomerov na meranie ketónov v krvi.
Prsteň je vybavený systémom snímania namiesto toho, aby bol závislý od samostatnej náplasti alebo externej čítačky. V jednej časti sa nachádza systém na zachytávanie potu, kanál na tekutinu a senzory, zatiaľ čo v druhej je umiestnená batéria a doska s obvodmi. Výsledky sa bezdrôtovo prenášajú do aplikácie v smartfóne, čo umožňuje sledovať zmeny biomarkerov v priebehu času.
Flexibilná nabíjateľná zinkovo-strieborná batéria dokáže napájať prototyp až 12 hodín medzi jednotlivými nabitiami. Doska s obvodmi je menšia ako minca a vonkajší plášť je vyrobený z polyméru vytlačeného na 3D tlačiarni.
Zdroje: Dôvera, SciTech Daily
(RR)
