Un nuovo dispositivo utilizza il sudore delle dita per monitorare la salute, ecco come funziona

AGI - È stato realizzato un dispositivo indossabile che si applica sulla mano come un cerotto e utilizza il sudore per monitorare continuamente valori vitali, come i livelli di glucosio, vitamine e farmaci presenti nell’organismo. Questo importante risultato è stato raggiunto dagli scienziati dell’Università della California di San Diego, che hanno pubblicato un articolo sulla rivista Nature Electronics per rendere noto il proprio lavoro.

Il team, guidato da Joseph Wang e Aiiso Yufeng, ha ideato il prototipo di un cerotto intelligente alimentato con il sudore che permette di analizzare vari parametri di salute. Il dispositivo si avvolge comodamente attorno a un dito e trae energia dal sudore presente sulla punta del dito. Questa zona, spiegano gli esperti, costituisce una delle fonti più prolifiche di sudore, con oltre mille ghiandole sudoripare, da 100 a 1000 volte più produttive rispetto alla maggior parte delle altre zone sul corpo.

Questo flusso costante, anche in assenza di stimoli, rappresenta una fonte di energia affidabile, in grado di alimentare il dispositivo anche durante il sonno. Il prototipo realizzato dal gruppo di ricerca si basa su vari componenti elettronici stampati su materiale polimerico sottile, flessibile ed estensibile. Il design consente al bendaggio di adattarsi al dito, sopportando flessioni, allungamenti e movimenti. “Il nostro prodotto – afferma Wang – si basa su una straordinaria integrazione di componenti di raccolta e stoccaggio di energia, con più biosensori in un microcanale fluidico, insieme al corrispondente controller elettronico, tutto sulla punta del dito”.

Il funzionamento del dispositivo si basa su celle a combustibile biologico posizionate dove il dispositivo entra in contatto con la punta del dito. Tali elementi sono stati progettati per raccogliere e convertire in modo efficiente le sostanze chimiche presenti nel sudore in elettricità, che viene immagazzinata in una coppia di batterie estensibili al cloruro d’argento e zinco. Le batterie alimentano quattro sensori, ognuno dei quali monitora un marcatore specifico: glucosio, vitamina C, lattato e levodopa, un farmaco utilizzato per il trattamento del morbo di Parkinson.

Il sudore viene trasportato attraverso minuscoli canali microfluidici di carta verso questi sensori, che permettono l’analisi dei biomarcatori. Un piccolo chip elabora i segnali ricevuti e trasmette i dati tramite Bluetooth a un’applicazione per smartphone o laptop. Durante la fase di test, il dispositivo è stato indossato da un soggetto, a cui sono stati monitorati i livelli di glucosio durante i pasti, i livelli di lattato durante il lavoro d’ufficio e l’esercizio fisico, i livelli di vitamina C mentre beveva succo d’arancia e i livelli levodopa dopo aver mangiato fave, una fonte naturale del composto.

“Questo dispositivo è davvero rivoluzionario – commentano Shichao Ding e Tamoghna Saha, altre firme dell’articolo – e può essere indossato durante ogni momento della giornata, perché non richiede particolari attenzioni. In aggiunta, può essere personalizzato per soddisfare le esigenze di salute individuali rilevando diversi set di biomarcatori”.

Il team sta ora lavorando allo sviluppo di un sistema a circuito chiuso che non solo monitora i biomarcatori, ma somministra anche trattamenti in base ai dati raccolti. Ad esempio, nel caso del diabete, il prototipo potrebbe monitorare continuamente i livelli di glucosio e somministrare automaticamente insulina quando necessario. “Alimentazione, rilevamento e trattamento autonomi – conclude Ding – tutto in un unico dispositivo indossabile, semplice e pratico. Questo è l’obiettivo finale del nostro lavoro”.