Indossabile impermeabile Può analizzare il sudore, anche mentre nuoti

Gli atleti del triathlon del 2018 Ironman World Championship sono stati tra i primi a testare un nuovo sensore di sudore in fase di sviluppo da parte degli ingegneri della Northwestern University. Mentre i migliori triatleti del mondo percorrevano 2,4 miglia, percorrevano 100 miglia e correvano una maratona, questo piccolo indossabile aderiva direttamente alla loro pelle come un cerotto traslucido, misurando l'unicità della chimica di ogni singola goccia di sudore - trasmettendo misurazioni vitali che può fare o rompere una gara di resistenza intensa.

Quando si tratta di sensori indossabili nello sport, tradizionalmente pensiamo di monitorare metriche come la potenza o la frequenza cardiaca che possono aiutare un atleta a gestire le proprie prestazioni. Ma il campo indossabile si sta espandendo e gli scienziati stanno cercando di misurare una gamma più ampia di fattori che possono influenzare le prestazioni atletiche. Il sensore di sudore è un membro di questa nuova classe di tecnologia indossabile.

È stato sviluppato da John Rogers, Ph.D., professore di ingegneria presso la Northwestern e presidente del consiglio di amministrazione di Epicore Biosystems, una società specializzata in dispositivi flessibili per la pelle che monitorano i fluidi. Lui dice Inverso che i primi test del dispositivo al Ironman World Championship hanno avuto successo e che cercheranno di lanciare una versione commerciale del dispositivo entro l'anno. Il suo Progressi scientifici la carta, pubblicata venerdì, fornisce alcuni dettagli su come funziona effettivamente la patch.

"Eravamo interessati a vedere se i dispositivi sarebbero rimasti, francamente", dice Rogers del processo del dispositivo all'Ironman World Championship. "Stanno correndo, nuotano, vanno in bicicletta. I dispositivi hanno funzionato bene per tutto il tempo, stavano raccogliendo il sudore e facendo la lettura come ci aspettavamo. Gli atleti hanno scoperto che i dispositivi fornivano informazioni preziose - non erano in alcun modo distruttivi o irritanti in alcun modo ".

Misurazione della perdita di sudore e della chimica del sudore

Il sensore di sudore di Rogers, che finora è senza nome, non è il primo sensore di sudore in circolazione. Crede, tuttavia, che il suo design e la sua robustezza lo distinguono. La nuova carta indica che il sensore è completamente privo di elettronica e si basa sul design del cerotto adesivo flessibile, che aderisce alla pelle come un cerotto.

"Stiamo raccogliendo essenzialmente una o due gocce di sudore in totale", dice Rogers. "Il sudore che emerge dalla pelle entra immediatamente nei canali e nei serbatoi completamente chiusi dove possiamo leggere il tasso di sudore, la perdita di sudore e la chimica del sudore".

Da lì l'indossabile funziona come un termometro, dice Rogers. Mentre il sudore riempie i canali, diventa rosso o blu. La distanza in senso orario tra i due segni rossi o blu indica la quantità di sudore persa, anche se i due segni, posti sulla pelle umana, sono piuttosto deboli:

L'unico aspetto della chimica del sudore che questo dispositivo può misurare, almeno come attualmente esiste, è il livello di elettroliti. Questo è notevole per due ragioni. In primo luogo, alcuni degli autori di questo articolo sono impiegati dal Gatorade Sports Science Institute, quindi la perdita di elettroliti è sicuramente nella loro timoneria. Tuttavia, il mantenimento dell'equilibrio elettrolitico, in particolare il sodio, può essere importante nel corso di eventi di durata di lunga durata. La maggior parte delle persone ha più di sodio sufficiente nella loro dieta per iniziare, ma per gli atleti che corrono maratone e ultramaratoni, ci sono delle linee guida per l'assunzione di sodio (specialmente per i "maglioni salati").

Questo indossabile utilizza una combinazione di sostanze chimiche che reagiscono con le molecole perse nel sudore. Una volta che la perdita di elettroliti è alta, il sudore intrappolato nella patch cambierà colore se le cose stanno diventando terribili:

"Abbiamo un reagente chimico che cambia di colore dal rosa chiaro al rosso scuro a seconda dei livelli di elettroliti", afferma Rogers. "Solo ad occhio puoi guardare e vedere 'Oh, il mio livello di elettrolito del sudore è molto alto, o è medio, o è basso.' Puoi usare quell'informazione senza alcuna elettronica."

Test sugli atleti reali

Il documento si occupa principalmente della costruzione dei dispositivi, ma nota che la patch ha filtrato con successo il sudore dall'acqua salata nelle sessioni di nuoto per gli atleti Ironman. Ha anche aderito alla pelle per oltre due ore di "operazioni subacquee". Chiama il trial Ironman uno "studio pilota" - anche se nota che l'hanno testato su "circa 250 atleti a questo punto", compresi i giocatori di tennis e giocatori di pallacanestro

Allo stato attuale, il dispositivo non trasmette informazioni, ad esempio, a un'app mobile. In questo momento i dispositivi sarebbero usa e getta - ne useresti uno nuovo per ogni gara o sessione di allenamento. Ha anche indicato che ci sarà un lancio commerciale entro l'anno e che sta lavorando con un "grande" partner industriale.

"Siamo abbastanza esperti nel testare questi dispositivi, anche se direi che l'evento Ironman di Kona è stato il più impegnativo, data la varietà di circostanze che attraversi la gara", aggiunge. "Siamo stati felici di vedere che i dispositivi funzionano abbastanza bene."

> Astratto: Il monitoraggio biochimico non invasivo e in situ dello stato fisiologico, attraverso l'uso del sudore, potrebbe consentire nuove forme di diagnostica sanitaria e strategie di idratazione personalizzate. I recenti progressi nella tecnologia di raccolta e rilevamento del sudore offrono potenti funzionalità, ma non sono efficaci per l'uso in situazioni estreme come ambienti acquatici o aridi, a causa di sfide uniche nell'eliminazione di interferenze / contaminazione dall'acqua circostante, mantenendo un'adesione robusta in presenza di viscosità trascinare le forze e / o il movimento vigoroso e prevenire l'evaporazione del sudore raccolto. Questo documento introduce materiali e design per sistemi impermeabili, epidermici, microfluidici ed elettronici che aderiscono alla pelle per consentire la cattura, la conservazione e l'analisi del sudore, anche quando sono completamente sott'acqua. Le prove sul campo dimostrano la capacità di questi dispositivi di raccogliere misure quantitative in situ della concentrazione locale di cloruro di sudore, perdita di sudore locale (e velocità del sudore) e temperatura cutanea durante attività fisica vigorosa in condizioni controllate, interne e nel nuoto oceanico.