I ricercatori di ingegneria hanno sviluppato un dispositivo delle dimensioni di un orologio da polso in grado di monitorare la chimica del corpo di un individuo per aiutare a migliorare le prestazioni atletiche e identificare potenziali problemi di salute. Il dispositivo può essere utilizzato per tutto, dal rilevamento della disidratazione al monitoraggio del recupero atletico, con applicazioni che vanno dall'addestramento militare agli sport agonistici.

"Questa tecnologia ci consente di testare un'ampia gamma di metaboliti in tempo quasi reale, " dice Michele Daniele, co-autore corrispondente di un articolo sul lavoro e assistente professore di ingegneria elettrica e informatica presso la North Carolina State University e presso il Dipartimento congiunto di ingegneria biomedica presso NC State e l'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill.

I metaboliti sono marcatori che possono essere monitorati per valutare il metabolismo di un individuo. Così, se i livelli dei metaboliti di qualcuno sono al di fuori dei parametri normali, potrebbe far sapere ai formatori o agli operatori sanitari che qualcosa non va. Per gli atleti, potrebbe anche essere usato per aiutare a personalizzare gli sforzi di allenamento per migliorare le prestazioni fisiche.

"Per questo studio proof-of-concept, abbiamo testato il sudore dei partecipanti umani e monitorato il glucosio, lattato, pH e temperatura, "dice Daniele.

Una striscia sostituibile sul retro del dispositivo è incorporata con sensori chimici. Quella striscia si appoggia sulla pelle di un utente, dove viene a contatto con il sudore dell'utilizzatore. I dati dei sensori nella striscia sono interpretati dall'hardware all'interno del dispositivo, che poi registra i risultati e li trasmette allo smartphone o allo smartwatch dell'utente.

"Il dispositivo ha le dimensioni di un orologio medio, ma contiene apparecchiature analitiche equivalenti a quattro degli ingombranti dispositivi elettrochimici attualmente utilizzati per misurare i livelli di metaboliti in laboratorio, " dice Daniele. "Abbiamo realizzato qualcosa di veramente portatile, in modo che possa essere utilizzato sul campo."

Mentre il lavoro di questo articolo si è concentrato sulla misurazione del glucosio, lattato e pH, le strisce sensori possono essere personalizzate per monitorare altre sostanze che possono essere indicatori di salute e prestazioni atletiche, come gli elettroliti.

"Siamo ottimisti sul fatto che questo hardware possa consentire alle nuove tecnologie di ridurre le vittime durante l'allenamento militare o atletico, individuando i problemi di salute prima che diventino critici, "Daniele dice. "Potrebbe anche migliorare la formazione consentendo agli utenti di monitorare le proprie prestazioni nel tempo. Per esempio, quale combinazione di dieta e altre variabili migliora la capacità di un utente di eseguire?"

I ricercatori stanno ora conducendo uno studio per testare ulteriormente la tecnologia quando viene indossata da persone in una varietà di condizioni.

"Vogliamo confermare che può fornire un monitoraggio continuo quando è in uso per un lungo periodo di tempo, "dice Daniele.

"Anche se è difficile stimare quanto potrebbe costare il dispositivo ai consumatori, costa solo decine di dollari per fare. E il costo delle strisce, che possono durare almeno un giorno, dovrebbe essere paragonabile alle strisce di glucosio utilizzate dalle persone con diabete.

"Attualmente stiamo cercando partner del settore che ci aiutino a esplorare le opzioni di commercializzazione per questa tecnologia, "dice Daniele.

La carta, "Sistema di biosensori multiplex indossabili per il monitoraggio continuo dei metaboliti, " è pubblicato sulla rivista Biosensori e Bioelettronica .