La pellicola adesiva trasforma lo smartwatch in un sistema di monitoraggio della salute biochimica

La pellicola adesiva trasforma lo smartwatch in un sistema di monitoraggio della salute biochimica
Credito: Università della California, Los Angeles

Gli ingegneri dell’UCLA hanno progettato una sottile pellicola adesiva che potrebbe trasformare uno smartwatch di consumo in un potente sistema di monitoraggio della salute. Il sistema cerca gli indicatori chimici presenti nel sudore per fornire un’istantanea in tempo reale di ciò che sta accadendo all’interno del corpo. Uno studio che descrive in dettaglio la tecnologia è stato pubblicato sulla rivista di Progressi scientifici.

Gli smartwatch possono già aiutarti a tenere traccia di quanto hai camminato, quanto hai dormito e la frequenza cardiaca. I modelli più recenti promettono persino di monitorare la pressione sanguigna. Lavorando con uno smartphone collegato o altri dispositivi, qualcuno può utilizzare uno smartwatch per tenere traccia di quegli indicatori di salute per un lungo periodo di tempo.

Ciò che questi orologi non possono ancora fare, è monitorare la chimica del tuo corpo. Per questo, hanno bisogno di tracciare le molecole di biomarcatori presenti nei fluidi corporei che sono indicatori altamente specifici della nostra salute, come il glucosio e il lattato, che dicono quanto bene sta funzionando il metabolismo del tuo corpo.

Per soddisfare tale esigenza, i ricercatori hanno progettato una pellicola usa e getta a doppia faccia che si attacca alla parte inferiore di uno smartwatch. Il film è in grado di rilevare molecole come metaboliti e alcuni nutrienti presenti nel sudore corporeo in quantità molto piccole. Hanno anche costruito uno smartwatch personalizzato e un’app di accompagnamento per registrare i dati.

“L’ispirazione per questo lavoro è venuta dal riconoscere che abbiamo già più di 100 milioni di smartwatch e altre tecnologie indossabili vendute in tutto il mondo che hanno potenti capacità di raccolta dati, calcolo e trasmissione”, ha affermato il leader dello studio Sam Emaminejad, un assistente professore di elettricità e computer. ingegneria presso la Scuola di Ingegneria UCLA Samueli. “Ora abbiamo trovato una soluzione per aggiornare questi dispositivi indossabili in piattaforme di monitoraggio della salute, consentendo loro di misurare le informazioni a livello molecolare in modo da darci una comprensione molto più profonda di ciò che sta accadendo all’interno del nostro corpo in tempo reale”.

Il lato a contatto con la pelle della pellicola adesiva raccoglie e analizza la composizione chimica delle goccioline di sudore. Il lato rivolto verso l’orologio trasforma quei segnali chimici in segnali elettrici che possono essere letti, elaborati e quindi visualizzati sullo smartwatch.

Gli autori principali del documento sono lo studente laureato Yichao Zhao e lo studioso post-dottorato Bo Wang. Entrambi sono membri dell’Interconnected and Integrated Bioelectronics Lab di Emaminejad presso l’UCLA.

“Rendendo i nostri sensori su una pellicola biadesiva e conduttiva verticale, abbiamo eliminato la necessità di connettori esterni”, ha affermato Zhao. “In questo modo, non solo abbiamo semplificato l’integrazione dei sensori con l’elettronica di consumo, ma abbiamo anche eliminato l’effetto del movimento dell’utente che può interferire con la raccolta dei dati chimici”.

“Incorporando appropriati strati di rilevamento enzimatico nel film, abbiamo mirato in modo specifico a glucosio e lattato, che indicano i livelli del metabolismo corporeo e sostanze nutritive come la colina”, ha detto Wang.

Mentre il team ha progettato uno smartwatch e un’app personalizzati per funzionare con il sistema, Wang ha affermato che il concetto potrebbe un giorno essere applicato a modelli popolari di smartwatch.

I ricercatori hanno testato il film su qualcuno che era sedentario, qualcuno che svolgeva un lavoro d’ufficio e persone impegnate in attività vigorose, come la boxe, e hanno scoperto che il sistema era efficace in un’ampia varietà di scenari. Hanno anche notato che la viscosità della pellicola era sufficiente per rimanere sulla pelle e sull’orologio senza la necessità di un cinturino da polso per un’intera giornata.

Negli ultimi anni, Emaminejad ha condotto ricerche sull’utilizzo della tecnologia indossabile per rilevare le molecole indicatrici attraverso il sudore. Quest’ultimo studio mostra un nuovo modo in cui tali tecnologie potrebbero essere ampiamente adottate.

“Siamo particolarmente entusiasti della nostra tecnologia perché trasformando i nostri smartwatch e la tecnologia indossabile in piattaforme di biomonitoraggio, potremmo acquisire set di dati multidimensionali, longitudinali e fisiologicamente rilevanti su una scala senza precedenti, praticamente su centinaia di milioni di persone”, ha affermato Emaminejad. “Questo sottile film di rilevamento che funziona con un orologio mostra un tale percorso in avanti.”

Gli altri autori, tutti del laboratorio di Emaminejad, sono Hannaneh Hojaiji, Zhaoqing Wang, Shuyu Lin, Christopher Yeung, Haisong Lin, Peterson Nguyen, Kaili Chiu, Kamyar Salahi, Xuanbing Cheng, Jiawei Tan e Betto Alcitlali Cerrillos.


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