Tým výzkumníků z Penn State vyvinul novou nositelnou náplast, která dokáže sledovat vaše zdraví analýzou vašeho potu. Náplast, která je vyrobena ze speciálního materiálu, dokáže detekovat glukózu, pH a teplotu v potu a může poskytnout cenné informace o stavu vašeho těla a pomoci při diagnostice a léčbě nemocí, jako je cukrovka.
Pot jako biomarker
Vědci, kteří svá zjištění zveřejnili v Advanced Functional Materials, uvedli, že pot je bohatým zdrojem biomarkerů, což jsou látky, které indikují zdravotní stav nebo nemoc v těle. Měření biomarkerů v potu však není snadné, protože jsou přítomny ve velmi nízkých koncentracích a liší se v závislosti na faktorech, jako je cvičení, strava a prostředí. Předchozí senzory potu čelily omezením, jako je nízká citlivost, omezená plocha povrchu a špatná stabilita.
K překonání těchto problémů použili vědci jako základ pro svůj senzor nový materiál nazvaný laserem indukovaný grafen (LIG). LIG je flexibilní a snadno vyrobitelný materiál, který se skládá z atomů uhlíku uspořádaných do voštinového vzoru. Vědci vylepšili LIG pomocí 3D sítě slitin zlata a stříbra a nanokompozitních materiálů na bázi uhlíku, což zvýšilo vodivost a odolnost vůči oxidaci a aglomeraci materiálu.
Modifikovaný materiál LIG mohl měřit hladinu glukózy v potu snímáním oxidace glukózy na jeho povrchu. Oxidační proces vytváří proudovou nebo potenciální změnu, která je úměrná koncentraci glukózy. Materiál by také mohl měřit hodnoty pH v potu snímáním vodíkových iontů v roztoku. Vědci zkombinovali senzor glukózy a pH s dalším senzorem na bázi LIG, který by mohl měřit teplotu v potu. Poté integrovali tyto senzory s natahovatelnou mikrofluidní vrstvou, která by mohla shromažďovat a směrovat pot pro odběr vzorků.
Nositelná náplast
Výzkumníci vyrobili nositelnou náplast připojením senzoru a mikrofluidní vrstvy k flexibilnímu substrátu. Nášivka, která je velká asi jako dvě poštovní známky, je možné nosit na kůži lepicí páskou. Dokáže bezdrátově přenášet data do počítače nebo mobilního zařízení pro monitorování a analýzu v reálném čase.
Náplast může kalibrovat měření glukózy na základě změn pH a teploty potu v důsledku faktorů, jako je cvičení a jídlo. To může zlepšit přesnost a spolehlivost měření. Náplast může také měřit hladiny glukózy po dobu až tří týdnů s vysokou citlivostí a stabilitou, na rozdíl od předchozích senzorů, které měly omezený výkon a přesnost.
Pomoc při diagnostice
Vědci uvedli, že jejich náplast by mohla poskytnout cenné informace o lidském zdraví a potenciálně pomoci diagnostikovat a zvládat nemoci, jako je cukrovka. Diabetes je chronické onemocnění, které ovlivňuje schopnost těla regulovat hladinu cukru v krvi. Vysoká nebo nízká hladina cukru v krvi může způsobit vážné komplikace, jako je poškození nervů, selhání ledvin a slepota. Sledováním hladiny glukózy v potu by náplast mohla pomoci lidem s diabetem upravit jejich léky, stravu a životní styl.
Vědci také uvedli, že jejich náplast by mohla být rozšířena tak, aby detekovala další biomarkery v potu, jako jsou hormony, elektrolyty a metabolity. Tyto biomarkery by mohly odhalit informace o různých aspektech zdraví, jako je stres, hydratace, výživa a metabolismus.
Huanyu „Larry“ Cheng, hlavní řešitel studie a docent inženýrské vědy a mechaniky na Penn State řekl, že jejich senzor byl průlomem v technologii monitorování potu, protože mohl měřit hladiny glukózy s vysokou citlivostí a stabilitou až tři týdny, na rozdíl od předchozích senzorů, které měly omezený výkon a přesnost. Dodal, že jejich senzor byl také cenově dostupný a snadno použitelný, protože mohl bezdrátově odesílat data do zařízení pro analýzu v reálném čase. Řekl, že jejich senzor může být prospěšný lidem různými způsoby, jako je zjišťování a zvládání nemocí, přizpůsobení léčebných postupů a optimalizace výživy na základě individuálních potřeb.
Zdroj obrázků: Advanced Functional Materials