Le punture d'ago non fanno per te? Un team di scienziati dell'Università della California, Berkeley, sta sviluppando sensori cutanei indossabili in grado di rilevare cosa c'è nel tuo sudore.

Sperano che un giorno, il monitoraggio della sudorazione potrebbe aggirare la necessità di procedure più invasive come prelievi di sangue, e fornire aggiornamenti in tempo reale su problemi di salute come disidratazione o affaticamento.

In un articolo apparso oggi su Progressi scientifici , il team descrive un nuovo design del sensore che può essere rapidamente prodotto utilizzando una tecnica di elaborazione "roll-to-roll" che essenzialmente stampa i sensori su un foglio di plastica come le parole su un giornale.

Hanno usato i sensori per monitorare la velocità del sudore, e gli elettroliti e i metaboliti nel sudore, da volontari che si esercitavano, e altri che stavano sperimentando sudorazione indotta chimicamente.

"L'obiettivo del progetto non è solo realizzare i sensori, ma iniziare a fare molti studi su materie e vedere cosa ci dice il sudore:dico sempre "decodificare" la composizione del sudore, " ha detto Ali Javey, un professore di ingegneria elettrica e informatica alla UC Berkeley e autore senior del documento.

"Per questo abbiamo bisogno di sensori affidabili, riproducibile, e che possiamo fabbricare in scala in modo da poter mettere più sensori in diversi punti del corpo e metterli su molti soggetti, " ha detto Giava, che serve anche come scienziato di facoltà presso il Lawrence Berkeley National Laboratory.

I nuovi sensori contengono un tubo microscopico a spirale, o microfluidico, che allontana il sudore dalla pelle. Rilevando la velocità con cui il sudore si muove attraverso il microfluidico, i sensori possono segnalare quanto una persona sta sudando, o il loro tasso di sudore.

I microfluidici sono anche dotati di sensori chimici in grado di rilevare le concentrazioni di elettroliti come potassio e sodio, e metaboliti come il glucosio.

Javey e il suo team hanno lavorato con i ricercatori del Centro di ricerca tecnica VTT della Finlandia per sviluppare un modo per produrre rapidamente i cerotti dei sensori con una tecnica di elaborazione roll-to-roll simile alla stampa serigrafica.

"L'elaborazione roll-to-roll consente la produzione di grandi volumi di cerotti usa e getta a basso costo, " Jussi Hiltunen di VTT ha detto. "I gruppi accademici ottengono un vantaggio significativo dalla tecnologia roll-to-roll quando il numero di dispositivi di test non limita la ricerca. Inoltre, la fabbricazione su larga scala dimostra il potenziale per applicare il concetto di rilevamento del sudore nelle applicazioni pratiche."

Per capire meglio cosa può dire il sudore sulla salute in tempo reale del corpo umano, i ricercatori hanno prima posizionato i sensori del sudore su diversi punti del corpo dei volontari, compresa la fronte, avambraccio, ascelle e parte superiore della schiena e ha misurato il tasso di sudorazione e i livelli di sodio e potassio nel sudore mentre pedalavano su una cyclette.

Hanno scoperto che il tasso di sudorazione locale potrebbe indicare la perdita complessiva di liquidi del corpo durante l'esercizio, il che significa che monitorare il tasso di sudorazione potrebbe essere un modo per avvisare gli atleti quando potrebbero spingersi troppo forte.

"Tradizionalmente, ciò che le persone hanno fatto è raccogliere il sudore dal corpo per un certo periodo di tempo e poi analizzarlo, " disse Hnin Yin Yin Nyein, uno studente laureato in scienze e ingegneria dei materiali alla UC Berkeley e uno degli autori principali dell'articolo. "Quindi non potevi davvero vedere molto bene i cambiamenti dinamici con una buona risoluzione. Usando questi dispositivi indossabili ora possiamo raccogliere continuamente dati da diverse parti del corpo, ad esempio per capire come la perdita di sudore locale può stimare la perdita di liquidi in tutto il corpo."

Hanno anche usato i sensori per confrontare i livelli di glucosio nel sudore e i livelli di glucosio nel sangue in pazienti sani e diabetici, scoprendo che una singola misurazione della glicemia nel sudore non può necessariamente indicare il livello di glucosio nel sangue di una persona.

"C'è stata molta speranza che i test del sudore non invasivi possano sostituire le misurazioni basate sul sangue per la diagnosi e il monitoraggio del diabete, ma abbiamo dimostrato che non esiste un semplice, correlazione universale tra sudore e livelli di glucosio nel sangue, " disse Mallika Bariya, uno studente laureato in scienze e ingegneria dei materiali presso la UC Berkeley e l'altro autore principale dell'articolo. "Questo è importante che la comunità lo sappia, in modo che in futuro ci concentriamo sull'investigazione di correlazioni individualizzate o multiparametriche."