Mediante sensore indossabile stampato in 3D

Sensore sul braccio di una persona
CREDITO: Roxanne Kate Balanay, Tyler Ray

Il sudore è più di un semplice segno di un buon allenamento. Contiene informazioni vitali sulla nostra salute, fornendo indizi su disidratazione, affaticamento, livelli di zucchero nel sangue e persino condizioni gravi come la fibrosi cistica, il diabete e l’insufficienza cardiaca. I ricercatori dell’Università delle Hawaii al M?noa  College of Engineering  hanno fatto un enorme balzo in avanti nell’analisi del sudore con un innovativo sensore di sudore indossabile stampato in 3D chiamato “sweatainer”.

Sfruttando la potenza della produzione additiva (stampa 3D), i ricercatori hanno sviluppato un nuovo tipo di sensore di sudore indossabile che espande la capacità dei dispositivi di sudore indossabili. Lo sweatainer è un piccolo dispositivo indossabile di dimensioni simili all’adesivo di un bambino che raccoglie e analizza il sudore, offrendo uno sguardo al futuro del monitoraggio della salute. Incorporando vari sensori, lo sweatainer può analizzare il sudore in una modalità simile ai precedenti sistemi di rilevamento del sudore indossabili.

“La stampa 3D consente una modalità di progettazione completamente nuova per i sensori di sudore indossabili, consentendoci di creare reti e funzionalità fluidiche con una complessità senza precedenti”, ha   affermato il professor Tyler Ray,  assistente  del Dipartimento di ingegneria meccanica . “Con lo sweatainer, stiamo utilizzando la stampa 3D per mostrare le vaste opportunità offerte da questo approccio per la prototipazione accessibile, innovativa ed economica di dispositivi avanzati indossabili per il sudore”.

Approccio efficiente e conveniente

Sensore sul braccio di una persona
CREDITO: Roxanne Kate Balanay, Tyler Ray

Gli approcci tradizionali per la raccolta del sudore utilizzano tamponi assorbenti o tubi microbore (molto stretti) premuti contro l’epidermide (strato superficiale della pelle) utilizzando fasce o cinghie per catturare il sudore mentre emerge dalla pelle. Queste tecniche richiedono personale addestrato, manipolazione speciale e costose apparecchiature di laboratorio. La recente comparsa di sensori di sudore indossabili ha affrontato alcune di queste  sfide , ma questi dispositivi rimangono ancora monouso. Quando il dispositivo è pieno, deve essere rimosso e la raccolta del sudore deve essere interrotta.

Una caratteristica unica dello sweatainer è il suo metodo di raccolta del sudore “multi-draw”, che consente la raccolta di più campioni di sudore separati per l’analisi direttamente sul dispositivo o inviati a un laboratorio. Ispirato al vacutainer utilizzato nel prelievo di sangue clinico, questo progresso non solo rende più efficiente la raccolta del sudore, ma apre anche nuove possibilità per i test a casa, la conservazione dei campioni per la ricerca futura e l’integrazione con i metodi di monitoraggio della salute esistenti.

Gli studi sul campo del sistema sweatainer evidenziano il potenziale reale di questa tecnologia rivoluzionaria. Attraverso il progetto stabilito nel sweatainer, i ricercatori sperano che questo continuerà a guidare l’innovazione per creare un futuro in cui il monitoraggio della salute personale sia più accessibile, conveniente e perspicace.

I risultati sono stati  pubblicati su  Sciences Advances  il 3 maggio.

Lo studio è stato scritto da Ray e dagli studenti di ingegneria meccanica Chung-Han Wu, Howin Jian Hing Ma, Paul Baessler e Roxanne Kate Balanay.

“Il sudore è un biofluido davvero ricco. 
Ci permette di avere una finestra non invasiva nel corpo per capire veramente lo stato di salute fisiologico di una persona e quindi se vogliamo esaminare stati patologici come la fibrosi cistica o il diabete, abbiamo accesso al corpo in un modo che sarebbe simile a quello che noi supererebbe i prelievi di sangue. “
Stiamo davvero cercando di pensare a quali sono i bisogni locali qui e come affrontarli. 
E quindi lo stiamo facendo in collaborazione con JABSOM e il centro per il diabete COBRE, e poi stiamo lavorando qui al College of Engineering per innovare e costruire ampiamente la forza lavoro focalizzata sull’innovazione sanitaria