Клейкая пленка превращает умные часы в биохимическую систему мониторинга здоровья

Инженеры UCLA разработали тонкую клейкую пленку, которая могла бы превратить потребительские умные часы в мощную систему мониторинга состояния здоровья. Система ищет химические индикаторы, обнаруженные в поту, чтобы в режиме реального времени получить представление о том, что происходит внутри организма. Исследование, подробно описывающее технологию, было опубликовано в журнале Science Advances, по информации сайта forumssity.ru.

Умные часы уже помогают отслеживать, как далеко вы прошли, сколько вы спали и ваш пульс. Новые модели даже обещают контролировать артериальное давление. Работая с привязанным смартфоном или другими устройствами, кто-то может использовать умные часы, чтобы отслеживать эти показатели здоровья в течение длительного периода времени.

Но эти часы пока не могут контролировать химию вашего тела. Для этого им необходимо отслеживать молекулы биомаркеров, обнаруженных в жидкостях организма, которые являются высокоспецифичными показателями нашего здоровья, такими как глюкоза и лактат, которые показывают, насколько хорошо работает обмен веществ в вашем организме.

Чтобы удовлетворить эту потребность, исследователи разработали одноразовую двустороннюю пленку, которая прикрепляется к нижней части умных часов. Пленка может обнаружить молекулы, такие как метаболиты и определенные питательные вещества, которые присутствуют в поте тела в очень небольших количествах. Они также создали собственные умные часы и приложение для записи данных.

«Вдохновение для этой работы пришло от осознания того, что у нас уже есть более 100 миллионов умных часов и других носимых технологий, проданных по всему миру, которые обладают мощными возможностями сбора данных, вычислений и передачи», - сказал руководитель исследования Сэм Эмаминеджад, доцент кафедры электротехники и компьютера. инжиниринг в Инженерной школе Самуи в Калифорнийском университете. «Теперь мы придумали решение превратить эти носимые устройства в платформы для мониторинга здоровья, позволяя им измерять информацию на молекулярном уровне, чтобы они давали нам более глубокое понимание того, что происходит внутри нашего тела в режиме реального времени».

Соприкасающаяся с кожей сторона клейкой пленки собирает и анализирует химический состав капель пота. Сторона, обращенная к часам, превращает эти химические сигналы в электрические сигналы, которые можно прочитать, обработать и затем отобразить на умных часах.

Соавторами статьи являются аспирант Ичао Чжао и доктор наук Бо Ван. Оба они являются членами Лаборатории взаимосвязанной и интегрированной биоэлектроники Emaminejad в UCLA.

«Создавая наши датчики на двухсторонней клейкой и вертикально проводящей пленке, мы исключили необходимость использования внешних разъемов», - сказал Чжао. «Таким образом, мы не только упростили интеграцию датчиков с бытовой электроникой, но и устранили эффект движения пользователя, который может помешать сбору химических данных».

«Включая в пленку соответствующие ферментативно-чувствительные слои, мы специально нацелены на глюкозу и лактат, которые указывают на уровень метаболизма в организме и питательные вещества, такие как холин», - сказал Ван.

В то время как команда разработала собственные умные часы и приложение для работы с системой, Ван сказал, что однажды эта концепция может быть применена к популярным моделям умных часов.

Исследователи проверили фильм на человеке, который ведет сидячий образ жизни, кто-то, выполняющий офисную работу, и на людях, занятых активной деятельностью, такой как бокс, и обнаружил, что система эффективна в самых разных сценариях. Они также отметили, что липкость пленки была достаточной для того, чтобы она оставалась на коже и на часах без необходимости использования браслета в течение целого дня.

В течение последних нескольких лет Emaminejad проводил исследования по использованию носимых технологий для обнаружения молекул индикатора через пот. Это последнее исследование показывает новый способ широкого применения таких технологий.

«Мы особенно взволнованы нашей технологией, потому что, трансформируя наши умные часы и носимые технологии в платформы биомониторинга, мы могли бы собирать многомерные, продольные и физиологически важные наборы данных в беспрецедентном масштабе, в основном для сотен миллионов людей», - сказал Эмаминежад. «Этот тонкий сенсорный фильм, который работает с часами, показывает такой путь вперед».