Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο (UC San Diego) ανέπτυξαν ένα «έξυπνο» δαχτυλίδι που παρακολουθεί ταυτόχρονα και συνεχώς έως και τέσσερις διαφορετικούς χημικούς βιοδείκτες στον ιδρώτα του δαχτύλου. Μεταξύ των βιοδεικτών που μπορεί να ανιχνεύσει είναι η γλυκόζη, οι κετόνες, η βιταμίνη C, το ουρικό οξύ, το γαλακτικό οξύ και το αλκοόλ.
Σε νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature Communications», οι ερευνητές του εργαστηρίου του Τζόζεφ Γουάνγκ, καθηγητή στο Τμήμα Χημικής και Νανομηχανικής Aiiso Yufeng Li της Σχολής Μηχανικών Jacobs του UC San Diego, παρουσίασαν το πρώτο «έξυπνο» δαχτυλίδι για καθημερινή βιοχημική παρακολούθηση.
«Τα εμπορικά έξυπνα δαχτυλίδια παρέχουν μόνο βιοφυσικές πληροφορίες, αλλά δεν προσφέρουν μοριακά δεδομένα σχετικά με βιοχημικούς δείκτες, τα οποία μπορούν να δώσουν πολύ πιο ουσιαστικές πληροφορίες για την κατάσταση της υγείας ενός ατόμου», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης, Ταμόγκνα Σάχα, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο του Γουάνγκ.
Το δαχτυλίδι μπορεί να ανιχνεύει βιοδείκτες χωρίς να απαιτείται άσκηση ή άλλη σωματική καταπόνηση. Ο ιδρώτας συλλέγεται παθητικά από την επιφάνεια του δέρματος μέσω της όσμωσης, με τη χρήση μιας τεχνικής που ανέπτυξε ο Σάχα.
Η ταυτόχρονη παρακολούθηση πολλών βιοδεικτών θα μπορούσε να προσφέρει μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα της υγείας ενός ατόμου σε πραγματικό χρόνο, με εφαρμογές στη διαχείριση του διαβήτη, την παρακολούθηση της διατροφής και άλλες κλινικές χρήσεις.
Πιο αποτελεσματική διαχείριση του διαβήτη
«Ένα δαχτυλίδι που καταγράφει δυναμικές μοριακές πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο θα ήταν εξαιρετικά χρήσιμο για τη λήψη τεκμηριωμένων αποφάσεων σχετικά με την υγεία, τη διατροφή και τον τρόπο ζωής», δήλωσε ο Γουάνγκ.
«Για παράδειγμα, η δυνατότητα συνεχούς και ταυτόχρονης παρακολούθησης της γλυκόζης και των κετονών θα μπορούσε να συμβάλει σημαντικά στον βέλτιστο υπολογισμό της δόσης ινσουλίνης για τη διαχείριση του διαβήτη», εξήγησε.
Σε δοκιμές με υγιείς εθελοντές αλλά και άτομα με διαβήτη τύπου 1, οι μετρήσεις γλυκόζης του «έξυπνου» δαχτυλιδιού ήταν σύμφωνες με εκείνες των εμπορικά διαθέσιμων συστημάτων συνεχούς παρακολούθησης γλυκόζης (CGM), ενώ οι μετρήσεις κετονών ήταν αντίστοιχα συγκρίσιμες με εκείνες των εμπορικών μετρητών αίματος.
Πώς λειτουργεί το δαχτυλίδι
Το πρωτότυπο δαχτυλίδι ενσωματώνει όλη την απαραίτητη τεχνολογία ανίχνευσης βιοδεικτών, ηλεκτρονικά χαμηλής κατανάλωσης και εύκαμπτη επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Τα δεδομένα μεταδίδονται ασύρματα σε εφαρμογή για smartphone.
Η συλλογή του ιδρώτα γίνεται μέσω μιας ωσμωτικής υδρογέλης, ενός μαλακού πολυμερούς που δημιουργεί διαφορά πίεσης, επιτρέποντας την ανώδυνη μεταφορά υγρού από το δέρμα. Η λειτουργία της θυμίζει τον τρόπο με τον οποίο το νερό μετακινείται από το έδαφος προς τα φύλλα των φυτών.
Στη συνέχεια, ο ιδρώτας αναλύεται από μια σειρά ηλεκτροχημικών αισθητήρων που βρίσκονται ενσωματωμένοι στο δαχτυλίδι. Μέσω επαναλαμβανόμενων μετρήσεων δημιουργούνται εξατομικευμένοι συντελεστές βαθμονόμησης, οι οποίοι μετατρέπουν τα ηλεκτρικά σήματα σε τιμές συγκέντρωσης των βιοδεικτών, προσφέροντας μια εξατομικευμένη εικόνα των μεταβολών τους με την πάροδο του χρόνου.
Το «έξυπνο» δαχτυλίδι τροφοδοτείται από μια εύκαμπτη επαναφορτιζόμενη μπαταρία ψευδαργύρου-οξειδίου του αργύρου, η οποία εξασφαλίζει έως και 12 ώρες συνεχούς λειτουργίας ανά φόρτιση. Η ηλεκτρονική πλακέτα έχει μέγεθος μικρότερο από ένα αμερικανικό κέρμα των 25 σεντ, ενώ το περίβλημα του δαχτυλιδιού είναι κατασκευασμένο από πολυμερές υλικό που έχει παραχθεί με τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης.
«Το γεγονός ότι όλη αυτή η τεχνολογία έχει ενσωματωθεί σε κάτι τόσο μικρό όσο ένα δαχτυλίδι είναι πραγματικά εντυπωσιακό», δήλωσε ο Γουάνγκ
