Как превратить "умные" часы в биохимическую систему мониторинга здоровья

Инженеры Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе разработали тонкую клейкую пленку, которая может превратить смарт-часы потребителя в мощную систему мониторинга здоровья. Система ищет химические маркеры, присутствующие в поте, чтобы в реальном времени получить мгновенный анализ того, что происходит внутри тела. Исследование с подробным описанием технологии было опубликовано в журнале Science Advances.

Современные "умные" часы уже помогают отслеживать, сколько шагов вы сегодня прошли, как много спали и каковы параметры сердцебиения. Более новые модели даже обещают следить за артериальным давлением. Работая в привязке со смартфоном или другими устройствами, смарт-часы могут позволить отслеживать эти показатели здоровья в течение длительного периода времени.

Что эти часы пока не могут сделать, так это следить за химическим составом организма пользователя. Для этого они должны отслеживать молекулы биомаркеров, содержащиеся в жидкостях организма, которые являются весьма специфическими индикаторами нашего здоровья, например, глюкозу и лактат, которые показывают, насколько хорошо работает обмен веществ в организме.

Для решения такой задачи исследователи разработали одноразовую двухстороннюю пленку, которая прикрепляется к нижней части "умных" часов. Пленка может обнаружить молекулы, такие как метаболиты и определенные питательные вещества, которые присутствуют в поте в очень маленьких количествах. Ученые также разработали свои собственные "умные" часы и сопутствующее приложение для записи данных.

Сторона пленки, которая прилегает к коже, собирает и анализирует химический состав капель пота. Сторона, обращенная к часам, преобразует эти химические сигналы в электрические, которые могут быть прочитаны, обработаны и затем отображены на смартфоне.

По словам соавтора разработки аспиранта Ичао Чжао,  

Сделав наши датчики на двусторонней клейкой и вертикально проводящей плёнке, мы устранили необходимость во внешних разъёмах. Таким образом, мы не только упростили интеграцию датчиков с бытовой электроникой, но и устранили эффект движения пользователя, который мог мешать сбору химических данных.

Включив в пленку соответствующие ферментно-чувствительные слои, мы специально нацелились на глюкозу и лактат, которые указывают на уровень метаболизма в организме, а также на питательные вещества, такие как холин.

Несмотря на то, что ученые разрабатывали специальные часы и приложение для работы с системой, технология может быть применена к популярным моделям смарт-часов.

Исследователи протестировали пленку на человеке, который был малоподвижным, выполнял офисную работу и занимался активной деятельностью, например, боксом, и обнаружили, что система эффективна в самых разных сценариях. Они также отметили, что липкость пленки была достаточной для того, чтобы она оставалась на коже и на часах без использования браслетного ремешка в течение целого дня.

Университет уже подал заявку на патент для этой технологии.