Ny teknologi kan gjøre det betydelig enklere å overvåke pasienters vitale helsetegn.
Ingeniører ved University of California San Diego har utviklet en elektronisk fingerinnpakning som overvåker viktige kjemiske nivåer – som glukose, vitaminer og til og med medikamenter – ved å bruke bare menneskelig svette, uttalte universitetet i en pressemelding.
Den bærbare innovasjonen sies å være like lett som å ha på seg en selvklebende bandasje.
Forskningen ble publisert 3. september i tidsskriftet Nature Electronics.
«Dette er den første demonstrasjonen av en komplett null-elektrisk drevet svette (ekstraksjon og sensing) plattform som muliggjør ikke-invasiv overvåking av flere biomarkører for å støtte et bredt spekter av praktiske scenarier innen personlig overvåking av helsetjenester og velværebehandling,» Dr. Joseph Wang, PhD, professor ved Aiiso Yufeng Li familieavdeling for kjemisk og nanoteknikk ved UC San Diego, fortalte Fox News Digital i en e-post.
Det bærbare apparatet vikler seg tett rundt fingeren og henter kraften fra fingertuppens svette, ifølge forskerne.
«Fingertuppene er, til tross for sin lille størrelse, blant kroppens mest produktive svetteprodusenter, hver fullpakket med over 1000 svettekjertler,» heter det i pressemeldingen.
Enheten er konstruert av elektroniske komponenter og trykt på et tynt, fleksibelt og strekkbart polymermateriale.
Den tilpasser seg fingeren og er «holdbar nok til å tåle gjentatt bøyning, strekking og bevegelse,» sa forskerne.
La til Wang, «Det er basert på en bemerkelsesverdig integrasjon av energihøsting og lagringskomponenter, med flere biosensorer i en fluidisk mikrokanal, sammen med den tilsvarende elektroniske kontrolleren, alt ved fingertuppen.»
Helse til fingerspissene – bokstavelig talt
I studieforsøkene viste fingerpakningen seg å være effektiv, ifølge forskerteamet.
«Det fingertuppbærbare mikronettet fungerer automatisk etter at det er båret på fingeren,» fortalte studiens medforfatter Shichao Ding, Ph.D., en postdoktor i Wangs forskningsgruppe ved UC San Diego Jacobs School of Engineering, til Fox News Digital via e-post.
Deltakerne hadde på seg enheten på fingertuppen mens de utførte daglige aktiviteter som å jobbe ved et skrivebord, gå, spise og sove for å vurdere «sanntidsytelsen til sensorene og energiinnsamlingssystemet.»
Biomarkørnivåer kan overvåkes automatisk fra svetten for helsesporing på forespørsel, la Ding til.
Fingertuppkjertler kan produsere 100 til 1000 ganger mer svette enn de fleste andre områder av kroppen, selv under hvile, ifølge forskerne.
«Denne konstante sildret av naturlig svette – uten stimuli eller fysisk aktivitet – tilbyr en pålitelig energikilde som gir drivstoff til enheten selv i perioder med inaktivitet eller søvn,» sa de.
Ding la til, «Autonom kraft, sansing og behandling alt i én enhet – det er det endelige målet.»
Neste trinn
Når vi ser fremover, planlegger forskerne å forbedre enhetens ytelse med ytterligere energihøstingsteknikker.
De kan innebære å generere mekanisk energi fra menneskelig bevegelse, for eksempel vanlige fingerbevegelser som å trykke eller skrive, sa Ding.
Forskerne jobber med å optimalisere kretsdesignet, batteriet, sensormoduler med lav effekt og dataoverføring for å forbedre enhetens levetid, stabilitet og funksjonalitet, sa forskeren, noe som vil bidra til å sikre en vedvarende balanse mellom energiproduksjon og -forbruk.
«Forskere jobber med å utvikle et lukket sløyfesystem som ikke bare overvåker biomarkører, men også administrerer behandlinger basert på de innsamlede dataene,» sa Ding til Fox News Digital.
«For eksempel, i tilfelle av diabetes, kan en slik enhet kontinuerlig overvåke glukosenivåer, automatisk levere insulin etter behov, og deretter vurdere behandlingens effektivitet ved å overvåke biomarkørnivåene ytterligere.»
En «banebrytende» innovasjon
Seokheun «Sean» Choi, PhD, professor i elektro- og dataingeniøravdelingen ved Binghamton University i New York, var ikke involvert i utviklingen av enheten, men kommenterte potensialet.
Bærbar teknologi har gjort betydelige fremskritt, bemerket Choi, som spesialiserer seg på å utvikle biosensing- og bioenergiteknologier, inkludert selvdrevne biosensorer og andre løsninger for personlig helseovervåking.
«Men å oppnå ekte energiuavhengighet – der enheter er frittstående og alltid på – er fortsatt en stor utfordring,» sa han til Fox News Digital.
Nåværende wearables er avhengige av batterier eller andre energilagringsenheter, bemerket Choi, som utgjør begrensninger «på grunn av deres bulk og begrensede energikapasitet.»
Fingerinnpakningen er «revolusjonerende» når det gjelder enkel kraftproduksjon og helseovervåking, bekreftet han.
«For å realisere neste generasjon av bærbare applikasjoner, er kraftautonomi avgjørende, slik at enheter kan operere kontinuerlig, uavhengig og selvbærende,» sa Choi.
«Professor Wangs gruppe har vært banebrytende for integreringen av en svettedrevet elektrokjemisk brenselcelle med et energilagringsbatteri, og oppnår bærekraftig høy ytelse ved å bruke svette fra fingertuppene for å generere meningsfull kraft,» fortsatte han.
«Dette er revolusjonerende fordi svette ble ikke-invasivt og praktisk talt høstet fra fingertuppen på en enkel og grei måte.»
I tillegg til å overvåke metabolske funksjoner, sa Choi, har denne løsningen også potensial til å brukes til et bredt spekter av medisinske applikasjoner.
