Изследователи от Калифорнийския университет в Сан Диего разработиха интелигентен пръстен, който непрекъснато следи до четири биохимични маркера едновременно чрез анализ на потта. Технологията може да предостави значително по-пълна картина за здравословното състояние в сравнение със съществуващите смарт пръстени, които измерват предимно физиологични показатели.
Инженерите от Калифорнийския университет в Сан Диего определят разработката си като първия напълно интегриран смарт пръстен за ежедневно биохимично наблюдение. Устройството може да измерва глюкоза, кетони, витамин C, пикочна киселина, лактат и алкохол, като едновременно проследява до четири от тези биомаркери.
Според авторите на изследването, това е съществена стъпка отвъд възможностите на настоящите комерсиални смарт-пръстени. Те събират данни за пулса, температурата на кожата или нивото на активност, но не предоставят информация за молекулните процеси в организма.
„Комерсиалните пръстени осигуряват само биофизична информация, но не и молекулни данни за биохимичните маркери, които дават много по-задълбочена представа за здравословното състояние”, коментира водещият автор на изследването Тамогна Саха, постдокторант в лабораторията на проф. Джоузеф Уанг.
Потта се събира без усилие
Една от най-интересните характеристики на устройството е, че не изисква физическо натоварване, за да анализира потта. Вместо това пръстенът използва специален осмотичен хидрогел, който пасивно извлича малки количества течност през кожата.
Механизмът създава градиент на налягането, който безболезнено придвижва потта към сензорите. Изследователите сравняват процеса с начина, по който водата се придвижва от почвата към листата на растенията.
След това вградена електрохимична сензорна матрица анализира събраната проба. При многократни измервания системата изгражда индивидуален калибрационен модел за всеки потребител, което позволява по-прецизно проследяване на промените в концентрацията на отделните биомаркери.
По-добър контрол на диабета
Едновременното наблюдение на няколко показателя може да бъде особено полезно при лечението на диабет. Комбинираната информация за нивата на глюкоза и кетони позволява по-информирани решения относно дозировката на инсулина и състоянието на метаболизма.
При тестове със здрави доброволци и пациенти с диабет тип 1 измерванията на глюкозата са показали висока степен на съответствие с резултатите от търговските системи за непрекъснат мониторинг на кръвната захар. Данните за кетоните също са били близки до показанията на стандартните кръвни измервателни уреди.
Според ръководителя на проекта проф. Джоузеф Уанг, непрекъснатото проследяване на молекулните показатели в реално време може да подпомогне вземането на по-добри решения, свързани със здравето, храненето и начина на живот.
Цяла лаборатория в малък пръстен
Прототипът обединява всички необходими компоненти в компактно устройство. В него са интегрирани биохимичните сензори, нискоенергийна електроника, гъвкава акумулаторна батерия и модул за безжична комуникация със смартфон.
Електронната платка е малка като дребна монета, а корпусът е изработен чрез 3D печат от полимерен материал. Захранването се осигурява от презареждаема цинково-сребърнооксидна батерия, която позволява до 12 часа работа с едно зареждане.
Изследователският екип определя интегрирането на подобна система в размерите на пръстен като едно от най-големите инженерни предизвикателства на проекта. Ако технологията достигне до масово производство, тя би могла да разшири възможностите на носимата електроника отвъд проследяването на жизнените показатели и да я превърне в инструмент за непрекъснат биохимичен мониторинг.
