Roberta De Carolis Un cerotto è in grado di analizzare il sudore (che è anche la sua fonte di energia) misurando alcuni parametri delle nostra salute come glucosio e vitamine (ma anche alcuni farmaci). Il dispositivo indossabile è stato sviluppato da un gruppo di ricerca guidato dalla UC San Diego University (Usa)
©Shichao Ding via UC San Diego Today
Con un “semplice” cerotto potremmo misurare glucosio e vitamine (ma anche alcuni farmaci) dal nostro sudore (che costituisce anche la fonte di energia principale del dispositivo indossabile. Il prototipo è stato sviluppato da un gruppo di ricerca guidato dalla UC San Diego University (Usa).
Il cerotto smart è di fatto una fascia elettronica per le dita in grado di monitorare i livelli chimici vitali, come glucosio, vitamine e persino farmaci, tutti presenti nello stesso sudore emesso dalle punte delle dita, da cui, tra l’altro, ricava la sua energia.
Il dispositivo, che si avvolge strettamente attorno al dito come un comune cerotto, prende energia proprio dal sudore della punte delle dita, le quali, nonostante le loro piccole dimensioni, sono tra i produttori di sudore più prolifici del corpo, ciascuna dotata di oltre mille ghiandole sudoripare.
Tali ghiandole possono produrre da 100 a 1000 volte più sudore rispetto alla maggior parte delle altre aree del corpo, anche a riposo. Per questo, questo flusso costante di sudore naturale, senza stimoli o attività fisica, offre una fonte di energia affidabile, alimentando il dispositivo anche durante i periodi di inattività o di sonno.
Il dispositivo è costituito da diversi componenti elettronici stampati su un materiale polimerico sottile, flessibile ed estensibile e il suo design gli consente di adattarsi al dito pur essendo abbastanza resistente da sopportare ripetute flessioni, allungamenti e movimenti.
Si basa su una straordinaria integrazione di componenti di raccolta e stoccaggio dell’energia – spiega Joseph Wang, che ha guidato la ricerca – con più biosensori in un microcanale fluidico, insieme al corrispondente controller elettronico, tutto sulla punta del dito
Al centro del suo funzionamento ci sono le celle a combustibile biologico posizionate nel punto in cui il dispositivo entra in contatto con la punta del dito, appositamente progettate per raccogliere e convertire in modo efficiente le sostanze chimiche presenti nel sudore in elettricità.
Questa viene poi immagazzinata in una coppia di batterie estensibili al cloruro d’argento e zinco, che alimentano a loro volta una serie di sensori, quattro in totale, ciascuno incaricato di monitorare uno specifico biomarcatore: glucosio, vitamina C, lattato ma anche levodopa, un farmaco utilizzato per il trattamento del morbo di Parkinson.
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Il sudore viene trasportato attraverso minuscoli canali microfluidici di carta verso questi sensori, così il dispositivo analizza i livelli di biomarcatori, il tutto mentre trae l’energia di cui ha bisogno dal sudore stesso che sta campionando.
Un piccolo chip elabora infine i segnali dai sensori e trasmette in modalità wireless i dati tramite Bluetooth a basso consumo energetico a un’applicazione per smartphone o laptop progettata su misura.
Questo è un monitoraggio sanitario automatico a portata di mano – sostiene Shichao Ding co-autore dello studio – Chi lo indossa può riposare o dormire e il dispositivo può comunque raccogliere energia e monitorare i livelli di biomarcatori
Nei test, un volontario ha indossato il dispositivo durante il giorno per monitorare i livelli di glucosio durante i pasti, quelli di lattato sia durante il lavoro d’ufficio che durante l’esercizio fisico, quelli di vitamina C mentre beveva succo d’arancia e quelli di levodopa dopo aver mangiato fave, una fonte naturale del composto.
E non finisce qui, perché il dispositivo può essere anche personalizzato per soddisfare le esigenze di salute individuali rilevando diversi set di biomarcatori, e i ricercatori stanno lavorando allo sviluppo di un sistema a circuito chiuso che non solo monitora i biomarcatori, ma somministra anche trattamenti in base ai dati raccolti.
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Ad esempio, nel caso del diabete, un dispositivo del genere potrebbe monitorare costantemente i livelli di glucosio e somministrare automaticamente insulina quando necessario, quindi valutare l’efficacia del trattamento monitorando ulteriormente i livelli dei biomarcatori.
Alimentazione autonoma, rilevamento e trattamento, tutto in un unico dispositivo: questo è l’obiettivo finale
conclude Ding
Il lavoro è stato finanziato dall’UC San Diego Center for Wearable Sensors e da Samsung, e pubblicato su Nature Electronics.
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Fonti: UC San Diego Today / Nature Electronics
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