Інженери Каліфорнійського університету в Сан-Дієго створили «розумне» кільце, яке одночасно і безперервно відстежує чотири різні хімічні біомаркери в поті пальців. До біомаркерів, які може відстежувати «розумне» кільце в поті, належать глюкоза, кетони, вітамін С, сечова кислота, лактат та алкоголь.
У новій статті, опублікованій в журналі Nature Communications, інженери з лабораторії Джозефа Вана, професора кафедри хімічної та наноінженерії імені Айісо Юфена Лі в Інженерній школі імені Джейкобса Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, повідомляють про результати, на їхню думку, першого повністю інтегрованого розумного кільця для щоденного біохімічного моніторингу.
"Комерційні кільця надають тільки біофізичну інформацію, але їм не вистачає молекулярної інформації про біохімічні маркери, яка дозволяє глибше зрозуміти стан здоров'я людини", - сказала провідний автор дослідження Митця Саха, науковий співробітник лабораторії Вана.
Для виявлення біомаркерів у поті кільце не потребує фізичних вправ чи інших навантажень; піт пасивно втягується через поверхню шкіри за допомогою осмосу з використанням методу, розробленого Саха.
Одночасне відстеження кількох біомаркерів потенційно може розширити картину стану здоров'я в режимі реального часу в багатьох сценаріях, включаючи лікування діабету та контроль харчування.
Точніше відстеження при діабеті
"Кільце, що збирає динамічну молекулярну інформацію в режимі реального часу, було б надзвичайно корисним для прийняття обґрунтованих рішень щодо здоров'я, дієти та способу життя", - сказав Ван. "Наприклад, здатність кільця безперервно й одночасно відстежувати як глюкозу, так і кетони значно покращить оптимальне дозування інсуліну для лікування діабету".
У випробуваннях зі здоровими добровольцями та людьми з діабетом 1 типу показання глюкози, отримані за допомогою «розумного» кільця з біомаркерами, точно збігалися зі показаннями безперервних комерційних глюкометрів, а показання кетонів — зі показаннями комерційних глюкометрів крові.
Як кільце збирає піт
"Розумне" кільце з біомаркерами - це повністю інтегрований прототип, що включає всі необхідні технології вимірювання біомаркерів, малопотужну електроніку і гнучкий акумулятор. Інформація про біомаркери передається по бездротовому зв'язку до програми для смартфона.
Кільце пасивно збирає піт за допомогою осмотичного гідрогелю - м'якого полімеру, що створює градієнт тиску для безболісного відведення рідини від шкіри. Це працює аналогічно до того, як вода переміщається з ґрунту до листя рослин. Зібраний піт аналізується електрохімічним сенсорним масивом усередині кільця. Шляхом багаторазових вимірювань встановлюються індивідуальні калібрувальні коефіцієнти для перетворення поточних показників значення концентрації. Ці калібрувальні коефіцієнти дозволяють отримати більш персоналізовані дані про тенденції зміни біомаркерів.
Створено для носіння у кільці
Кільце живиться від гнучкої батареї, що перезаряджається, на основі оксиду цинку і срібла, яка забезпечує до 12 годин роботи між зарядками. Електронна плата менша за американську монету у чверть долара. Зовнішня оболонка розумного кільця виготовлена із полімеру, надрукованого на 3D-принтері. "Така інтеграція в компактному формфакторі кільця - це приголомшливо", - сказав Ван.
