Per le persone che soffrono di ipertensione e determinate altre condizioni, mangiare troppo sale aumenta la pressione sanguigna e aumenta la probabilità di complicazioni cardiache. Per aiutare a monitorare l'assunzione di sale, i ricercatori hanno sviluppato un sistema di rilevamento wireless flessibile ed estensibile progettato per essere comodamente indossato in bocca per misurare la quantità di sodio consumata da una persona.

Basato su un ultrasottile, membrana elastomerica traspirante, il sensore si integra con un sistema elettronico flessibile miniaturizzato che utilizza la tecnologia Bluetooth per segnalare in modalità wireless il consumo di sodio a uno smartphone o tablet. I ricercatori hanno in programma di miniaturizzare ulteriormente il sistema, che ora assomiglia a un fermo dentale, alle dimensioni di un dente.

"Possiamo misurare in modo discreto e in modalità wireless la quantità di sodio che le persone stanno assumendo nel tempo, " ha spiegato Woon-Hong Yeo, un assistente professore presso la Woodruff School of Mechanical Engineering presso il Georgia Institute of Technology. "Monitorando il sodio in tempo reale, il dispositivo potrebbe un giorno aiutare le persone che hanno bisogno di limitare l'assunzione di sodio a imparare a cambiare le proprie abitudini alimentari e la propria dieta".

I dettagli del dispositivo sono riportati il ​​7 maggio nella prima edizione della rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze . Il dispositivo è stato testato su tre partecipanti allo studio per adulti che hanno indossato il sistema di sensori per un massimo di una settimana mentre mangiavano cibi sia solidi che liquidi, incluso il succo di verdura, zuppa di pollo e patatine.

Secondo l'American Heart Association, Gli americani in media ne mangiano più di 3, 400 milligrammi di sodio ogni giorno, molto più del limite di 1, 500 milligrammi al giorno consiglia. L'associazione ha intervistato un migliaio di adulti e ha scoperto che "un terzo non poteva stimare quanto sodio mangiavano, e un altro 54% pensava di mangiare meno di 2, 000 milligrammi di sodio al giorno."

Il nuovo sistema di rilevamento del sodio potrebbe affrontare questa sfida aiutando gli utenti a monitorare meglio la quantità di sale che consumano, Sì ha detto. "Il nostro dispositivo potrebbe avere applicazioni per molti obiettivi diversi che coinvolgono il comportamento alimentare per la gestione della dieta o le terapie, " Ha aggiunto.

La chiave per lo sviluppo del sensore intraorale è stata la sostituzione dell'elettronica tradizionale in plastica e metallo con componenti biocompatibili e ultrasottili collegati mediante circuiti mesh. I sensori di sodio sono disponibili in commercio, ma Yeo e i suoi collaboratori hanno sviluppato una versione flessibile a micro-membrana da integrare con i circuiti ibridi miniaturizzati.

"L'intero pacchetto di rilevamento ed elettronica è stato integrato in modo conforme su un materiale morbido che gli utenti possono tollerare, " Yeo ha spiegato. "Il sensore è comodo da indossare, e i dati da esso possono essere trasmessi a uno smartphone o tablet. Alla fine le informazioni potrebbero andare a un medico o un altro professionista medico per il monitoraggio remoto".

Il design flessibile è iniziato con la modellazione al computer per ottimizzare le proprietà meccaniche del dispositivo per l'uso nella cavità orale curva e morbida. I ricercatori hanno quindi utilizzato il loro modello per progettare il circuito a nanomembrana effettivo e scegliere i componenti.

Il dispositivo può monitorare l'assunzione di sodio in tempo reale, e registrare gli importi giornalieri. Utilizzando un'app, il sistema potrebbe consigliare agli utenti che pianificano i pasti quanto della loro quota giornaliera di sale avevano già consumato. Il dispositivo può comunicare con uno smartphone fino a dieci metri di distanza.

I prossimi passi per il sensore di sodio sono di miniaturizzare ulteriormente il dispositivo, e testarlo con utenti che hanno le condizioni mediche per affrontare:ipertensione, obesità o diabete.

I ricercatori vorrebbero farla finita con la piccola batteria, che deve essere ricaricata giornalmente per mantenere il sensore in funzione. Un'opzione sarebbe quella di alimentare il dispositivo induttivamente, che sostituirebbe la batteria e il circuito complesso con una bobina che potrebbe ottenere energia da un trasmettitore esterno alla bocca.

Il progetto è nato dall'obiettivo a lungo termine di produrre un sistema di gusto artificiale in grado di percepire la dolcezza, amarezza, pH e salinità. Quel lavoro iniziò alla Virginia Commonwealth University, dove Yeo era un assistente professore prima di entrare in Georgia Tech.