Μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο δημιούργησαν έναν έξυπνο δακτύλιο που παρακολουθεί ταυτόχρονα και συνεχώς έως και τέσσερις διαφορετικούς χημικούς βιοδείκτες από τον ιδρώτα των δακτύλων. Οι βιοδείκτες που μπορεί να παρακολουθεί ο έξυπνος δακτύλιος στον ιδρώτα είναι η γλυκόζη, οι κετόνες, η βιταμίνη C, το ουρικό οξύ, το γαλακτικό και το αλκοόλ.
Σε μια νέα δημοσίευση στο Nature Communications, οι μηχανικοί του UC San Diego στο εργαστήριο του Joseph Wang, καθηγητή στο Τμήμα Χημικής και Νανομηχανικής της Οικογένειας Aiiso Yufeng Li στη Σχολή Μηχανικών UC San Diego Jacobs, αναφέρουν αποτελέσματα από αυτό που πιστεύουν ότι είναι ο πρώτος πλήρως ενσωματωμένος έξυπνος δακτύλιος για καθημερινή βιοχημική παρακολούθηση.
«Οι εμπορικοί δακτύλιοι παρέχουν μόνο βιοφυσικές πληροφορίες, αλλά δεν έχουν μοριακές πληροφορίες σχετικά με τους βιοχημικούς δείκτες που προσφέρουν βαθύτερες γνώσεις σχετικά με την κατάσταση της υγείας ενός ατόμου», δήλωσε η πρώτη συγγραφέας της μελέτης Tamoghna Saha, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο εργαστήριο του Wang.
Για να ανιχνεύσει ο δακτύλιος βιοδείκτες στον ιδρώτα, δεν απαιτείται άσκηση ή άλλη προσπάθεια. Ο ιδρώτας απορροφάται παθητικά από την επιφάνεια του δέρματος μέσω όσμωσης χρησιμοποιώντας μια τεχνική που πρωτοστάτησε η Saha.
Η παρακολούθηση πολλαπλών βιοδεικτών ταυτόχρονα έχει τη δυνατότητα να διευρύνει την εικόνα της υγείας σε πραγματικό χρόνο σε πολλά σενάρια, συμπεριλαμβανομένης της διαχείρισης του διαβήτη και της παρακολούθησης της διατροφής.
Πιο προσεκτική παρακολούθηση για τον διαβήτη
«Ένας δακτύλιος που καταγράφει δυναμικές μοριακές πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο θα ήταν εξαιρετικά χρήσιμος για τη λήψη τεκμηριωμένων αποφάσεων σχετικά με την υγεία, τη διατροφή και τον τρόπο ζωής», δήλωσε ο Wang. «Για παράδειγμα, η ικανότητα του δακτυλίου να παρακολουθεί συνεχώς και ταυτόχρονα τόσο τη γλυκόζη όσο και την κετόνη θα ωφελούσε σημαντικά τη βέλτιστη δοσολογία ινσουλίνης για τη διαχείριση του διαβήτη».
Σε δοκιμές με υγιείς εθελοντές και άτομα με διαβήτη τύπου 1, οι μετρήσεις γλυκόζης του έξυπνου δακτυλίου βιοδεικτών παρακολούθησαν στενά εκείνες από εμπορικές συνεχείς οθόνες γλυκόζης (CGM), ενώ οι μετρήσεις κετόνης παρακολούθησαν στενά εκείνες από εμπορικά μετρητές αίματος.
Πώς ο δακτύλιος συλλέγει τον ιδρώτα
Ο έξυπνος δακτύλιος βιοδεικτών είναι ένα πλήρως ενσωματωμένο πρωτότυπο που περιλαμβάνει όλη την απαραίτητη τεχνολογία ανίχνευσης βιοδεικτών, ηλεκτρονικά χαμηλής ισχύος και μια εύκαμπτη μπαταρία. Οι πληροφορίες βιοδεικτών αποστέλλονται ασύρματα σε μια εφαρμογή smartphone.
Ο δακτύλιος τραβάει παθητικά τον ιδρώτα χρησιμοποιώντας μια οσμωτική υδρογέλη, ένα μαλακό πολυμερές που δημιουργεί μια κλίση πίεσης για να τραβάει το υγρό από το δέρμα ανώδυνα. Λειτουργεί παρόμοια με τον τρόπο που το νερό ταξιδεύει από το έδαφος στα φύλλα των φυτών. Ο συλλεγόμενος ιδρώτας αναλύεται από μια ηλεκτροχημική διάταξη αισθητήρων μέσα στον δακτύλιο. Μέσω επαναλαμβανόμενων μετρήσεων, καθορίζονται παράγοντες βαθμονόμησης ειδικοί για το άτομο για να μετατρέψουν τις τρέχουσες αποκρίσεις σε τιμές συγκέντρωσης. Αυτοί οι παράγοντες βαθμονόμησης επιτρέπουν μια πιο εξατομικευμένη εικόνα για τις τάσεις των βιοδεικτών.
Κατασκευασμένο για να ταιριάζει σε έναν δακτύλιο
Ο δακτύλιος τροφοδοτείται από μια εύκαμπτη επαναφορτιζόμενη μπαταρία οξειδίου ψευδαργύρου-αργύρου που παρέχει ενέργεια για έως και 12 ώρες λειτουργίας μεταξύ των φορτίσεων. Η ηλεκτρονική πλακέτα είναι μικρότερη από ένα τέταρτο του αμερικανικού δολαρίου. Το εξωτερικό κέλυφος του έξυπνου δακτυλίου είναι κατασκευασμένο από ένα πολυμερές που έχει εκτυπωθεί σε τρισδιάστατη εκτύπωση. «Αυτή η ενσωμάτωση στο μικρό αποτύπωμα ενός δακτυλίου είναι καταπληκτική», δήλωσε ο Wang.
