Londra e il National Physical Laboratory (NPL) hanno utilizzato con successo le microonde per misurare molecole a base di sangue note per essere influenzate dalla disidratazione.

I ricercatori stanno ora cercando di sviluppare la tecnologia in un dispositivo indossabile che potrebbe essere utilizzato dagli atleti, o in strutture sanitarie, per monitorare l'idratazione in tempo reale.

Per lo studio, il team di ricerca ha utilizzato un sistema di misurazione basato su microonde, sviluppato da NPL, per esaminare i cambiamenti di sali e proteine ​​come l'ematocrito e l'albumina, che sono presenti nel sangue e influenzati dalla disidratazione.

Hanno scoperto di essere in grado di misurare con precisione i livelli di questi biomarcatori utilizzando la tecnologia dei sensori dielettrici che registrava l'assorbimento delle microonde attraverso diverse soluzioni di sangue.

Dott.ssa Tina Chowdhury, Senior Lecturer in Medicina Rigenerativa presso Queen Mary, ha dichiarato:"Il prossimo passo è trasformare il sensore a microonde in un sensore non invasivo, dispositivo indossabile che traccerà i biomarcatori di disidratazione associati in tempo reale. Speriamo che i dispositivi siano un modo portatile e affidabile per gli atleti di rilevare la disidratazione, e in futuro, dovremo indagare sull'idoneità del nostro attuale prototipo di dispositivo per assicurarci che funzioni per gli atleti durante esercizi da moderati a faticosi.

"Tuttavia le applicazioni di questa tecnologia non sono limitate solo alla comunità sportiva. La capacità di tracciare importanti molecole e proteine ​​nel sangue umano, che sono ben noti segni di disidratazione, è importante anche per le strutture sanitarie".

Utilizzo delle microonde per monitorare la disidratazione

La disidratazione è un problema continuo nel settore sanitario e può portare a insufficienza multiorgano, e persino la morte nei pazienti. Il NHS stima i costi di circa 13 miliardi di sterline nel Regno Unito a causa della malnutrizione, che provoca disidratazione.

Gli attuali metodi utilizzati per valutare l'idratazione possono richiedere molto tempo, spesso implicano la preparazione e l'analisi di campioni di urina o sangue che non possono essere riutilizzati per ulteriori test.

Sono stati proposti altri dispositivi non invasivi che misurano attivamente l'idratazione; però, la maggior parte dipende dall'uso di sensori chimici per rilevare le molecole nei fluidi corporei come il sudore o il plasma. Questo tipo di approccio è solo in grado di fornire una stima dei livelli di idratazione e può essere influenzato dagli attributi fisici e dai comportamenti quotidiani dell'individuo.

Uno dei vantaggi dell'utilizzo dei dielettrici a microonde è la capacità di misurare più fattori contemporaneamente da un singolo campione.

Dott. Rob Donnan, Lettore in Terahertz Engineering presso Queen Mary, ha dichiarato:"L'adattamento della strumentazione a microonde convenzionale allo studio biologico richiede un'attenta riflessione per ottenere dati significativi. Questo lavoro ha iniziato a farlo e attendiamo con impazienza gli sviluppi che potrebbero portare a un sensore patch praticabile per misurare quanto è idratata una persona".

Sviluppare un semplice, dispositivo portatile

La ricerca si basa sul lavoro precedente del Dr. Richard Dudley e del Dr. Mira Naftaly presso NPL, che ha sviluppato un dispositivo indossabile chiamato Hydration Sensor, che utilizza le microonde per monitorare l'idratazione misurando i livelli di acqua nel corpo.

Il team utilizzerà la tecnologia del sensore di idratazione, che si attacca attraverso il lobo dell'orecchio, trasformare il sistema di sensori a microonde in un semplice, dispositivo portatile in grado di tracciare biomarcatori selezionati di disidratazione nel tempo.

Dottor Richard Dudley, Leader dell'area scientifica presso NPL, ha dichiarato:"Lo sviluppo del nostro dispositivo di monitoraggio dell'idratazione sul corpo è stato ostacolato da due sfide:una relazione quantificabile tra la misurazione del sangue e delle microonde, e un dispositivo di misurazione che ha un buon contatto con un soggetto e rimane stabile per almeno un'ora.

"Lavorare con Queen Mary ci ha aiutato ad affrontare il primo e ora stiamo lavorando con fiducia per progettare una soluzione per il secondo. La nostra ambizione è vedere i nostri 'dispositivi di idratazione' venduti insieme a cardiofrequenzimetri e sistemi di pressione sanguigna".