Американские ученые разработали устройство Finger wrap. Изготовленное из полимера, оно плотно обхватывает палец и работает за счет пота, выделяющегося из кончика пальца. Оттуда же устройство собирает химические вещества, по которым анализирует уровни глюкозы, витамина С и лекарств. Данные передаются по Bluetooth на телефон или ноутбук. В будущем авторы планируют расширить функционал устройства, чтобы оно еще и помогало лечить пациента. Исследование опубликовано в журнале Nature Electronics.
Существует несколько показателей, по которым человек может определить возможные проблемы со здоровьем. Среди них — уровень глюкозы и наиболее распространенных витаминов. Однако эти показатели сложно измерять регулярно, ведь они требуют сдачи крови.
Американские ученые решили это исправить. Они сосредоточились на кончиках пальца человека: несмотря на небольшой размер, эта область выделяет в 100–1000 раз больше пота, чем остальные, даже без физической активности. Исследователи разработали носимое устройство Finger wrap, которое использует пот как постоянный источник энергии.
Устройство состоит из нескольких электронных компонентов, напечатанных на тонком, гибком и растягивающемся полимерном материале. Конструкция твердой пленки позволяет ей плотно прилегать к пальцу, оставаясь при этом достаточно прочной, чтобы выдерживать многократные сгибания, растяжения и перемещения. Ключевое место работы устройства — биотопливные элементы, расположенные в месте касания пленки с кончиком пальца. Эти элементы собирают и преобразовывают химические вещества, содержащиеся в поте, в электричество. Оно накапливается в паре растягиваемых хлоридно-цинковых батареек, которые питают четыре датчика. Каждый из них отслеживает уровень конкретного биомаркера: глюкозы, витамина С, лактата и леводопы — препарата, используемого для лечения болезни Паркинсона.
С помощью пота устройство анализирует уровень биомаркеров и одновременно извлекает из него необходимую энергию. Небольшой чип обрабатывает сигналы от датчиков и передает данные по Bluetooth в специальное приложение на смартфоне или ноутбуке.
Команда протестировала устройство на человеке. Участник носил Finger wrap в течение всего дня, и устройство успешно отслеживало его биомаркеры: уровень глюкозы во время еды, уровень лактата во время работы за столом и физических упражнений, уровень витамина С при употреблении апельсинового сока и уровень леводопы после употребления бобов фава, природного источника лекарства.
В будущем авторы планируют разработать закрытую экосистему, чтобы устройство не только отслеживало данные, но и назначало лечение. При хронических заболеваниях — например, диабете — устройство могло бы непрерывно контролировать уровень глюкозы и автоматически вводить инсулин по мере необходимости, а затем оценивать эффективность лечения путем дальнейшего мониторинга уровней биомаркеров.
«Автономное питание, зондирование и лечение в одном устройстве — вот конечная цель», — заявил Шичао Дин, соавтор исследования из Калифорнийского университета.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
