Немного больше, чем четверть и о той же самой толщине, простое, недорогое устройство анализирует ключевые биомаркеры, чтобы помочь человеку решить быстро, если какие-либо корректировки, такие как питье большего количества воды или пополнение электролитов, должны быть внесены или если что-то с медицинской точки зрения криво.Разработанный для одноразового использования нескольких часов, устройство, помещенное непосредственно в кожу предплечья или спины, даже обнаруживает присутствие биомаркера для муковисцедоза. В будущем это может более широко использоваться для диагноза болезни.
«Близкий интерфейс кожи, созданный этой пригодной, подобной коже микрожидкой системой, позволяет новые возможности измерения, не возможные с видами впитывающих подушек и губок, в настоящее время используемых в сборе пота», сказал Джон А. Роджерс, который возглавил исследовательскую группу мультиучреждения, которая создала ‘лабораторию на коже’.«Пот – богатый, химический бульон, содержащий много важных химических соединений с физиологической медицинской информацией. Расширяя нашу ранее развитую ‘эпидермальную’ платформу электроники, чтобы включать сложную сеть микрожидких каналов и водохранилищ, мы теперь можем выполнить биохимический анализ этой важной биологической жидкости», сказал он.
Роджерс – профессор Луи Симпсона и Кимберли Куэррея Материаловедения и Разработки, Биоинженерии и Неврологической Хирургии в Школе Маккормика Технического и Северо-Западного университета Медицинская школа Файнберга.Роджерс и его давний сотрудник Юнган Хуан – пионеры в развитии подобной коже поддающейся растягиванию электроники, которая перемещается естественно с кожей, и это – их первое устройство, которое будет контролировать физиологическое здоровье, анализируя биологические жидкости.«Мы уже знаем, как поместить электронику на кожу естественным способом – здесь, наш вызов имел дело с потоком жидкости и сбором, хранением и анализом пота в тонком, мягком и гибком устройстве», сказал Хуан, который работал над дизайном и оптимизацией устройства.«Аналитическая платформа пота, которую мы развивали, позволит людям контролировать свое здоровье на месте без потребности в заборе крови и с интегрированной электроникой, которая не требует батареи, но все еще позволяет беспроводное соединение со смартфоном», сказал он.
Хуан – профессор Уолтера П. Мерфи Гражданского строительства и Инженерной защиты окружающей среды и Машиностроения в Школе Маккормика.В исследовании точности и длительности, устройство было проверено на двух различных группах спортсменов: одна езда на велосипеде в закрытом помещении в фитнес-центре при условиях, которыми управляют, и другом участии в El Tour de Tucson, дальней велосипедной гонке в засушливых и сложных условиях.
Исследователи поместили устройство в руки и спины спортсменов, чтобы захватить пот.Детали универсальной платформы для анализа пота были изданы сегодня (23 ноября) как тема номера журналом Science Translational Medicine.Во время умеренного или энергичного осуществления, ветров пота через крошечные микроскопические каналы устройства и в четыре различных маленьких, круглых отделения. В отделениях реакции с химическими реактивами приводят к видимым цветным изменениям способами, которые количественно касаются pH и концентраций глюкозы, хлорида и лактата.
Когда смартфон принесен в близость с устройством, беспроводная электроника вызывает приложение, которое захватывает фотографию устройства и анализирует изображение, чтобы привести к данным по концентрациям биомаркера.«Мы выбрали эти четыре биомаркера, потому что они обеспечивают характерный профиль, это важно для определения состояния здоровья», сказал Роджерс, директор Центра Нортвестерна Bio-Integrated Electronics. «Устройство также может определить потоотделение и потерю, и это может сохранить образцы для последующего лабораторного анализа при необходимости».
В группе, которая ездила на велосипеде в закрытом помещении, исследователи сравнили считывания биомаркера нового устройства с обычным лабораторным анализом того же самого пота и сочли два набора результатов согласованными друг с другом. (Обычные методы включают пот завоевания с впитывающими участками, записанными на пленку к коже и анализу их удаленный.)С дальними велосипедистами исследователи проверили длительность устройства в сложных и непредсказуемых условиях пустыни. Они нашли, что устройства были надежны: Они остались, придерживался кожи спортсменов, не пропустил и обеспечил вид информации о качестве, которую искали исследователи.
Аналитическое устройство пота показывает много инноваций:Устройство может захватить, сохранить и проанализировать пот на месте в режиме реального времениУстройство может количественно определить уровни биомаркера, используя колориметрический анализ
Источник энергии не требуется, чтобы показывать результаты; вместо этого, камера смартфона и приложение используются, чтобы прочитать изменение биомаркераМультидисциплинарная работа включила тесные сотрудничества с клиническими следователями, включая доктора Марвина Дж. Слепиэна, в кардиологическом центре Sarver Аризонского университета, а также вкладах от экспертов по дерматологии от L’Oreal, включая Guive Balooch.
Слепиэн и Бэлоох – соавторы исследования.L’Oreal, Научно-исследовательская лаборатория Материалов Фредерика Зайца в Иллинойсском университете в Урбане-Шампейне, Национальном Исследовательский фонде Кореи и Национальных Институтах Здоровья (предоставляют R01EB019337) поддержали исследование.Название Науки Переводная бумага Медицины является «Мягким, Носимым Микрожидким Устройством для Захвата, Хранения и Колориметрического Ощущения Пота».
В дополнение к Северо-западному, Аризонскому университету и L’Oreal, другие учреждения с авторами на бумаге – Иллинойсский университет в Урбане-Шампейне; Университет Ajou, Корея; Университет Ханьянг, Корея; Чжэцзянский университет, Китай; и MC10, Inc.