Sungbong Kim, Roozbeh Ghaffari, John A. Rogers
Poin Penting
- Para ilmuwan membuat perangkat penginderaan keringat dalam bentuk tambalan perekat yang tipis, fleksibel, dan kedap air.
- Perangkat ini dapat menganalisis keringat untuk mencari biokimia seperti kortisol, glukosa, vitamin C, dan klorin.
- Ini dapat mengukur penanda fisiologis utama untuk membantu orang memantau kesehatan, atletik, dan bahkan kinerja militer.
Setetes keringat saja dapat mengungkapkan banyak hal tentang tubuh seseorang. Sekarang, memahami beberapa komponen utama dari biokimia Anda bisa semudah menempelkan tambalan berperekat dan menggeseknya di dekat ponsel cerdas Anda.
Dalam makalah yang diterbitkan minggu ini diProsiding National Academy of Sciences, tim peneliti mengumumkan pengembangan patch tipis dan fleksibel yang dapat mengumpulkan dan menganalisis sejumlah kecil keringat secara real-time.
“Sistem mikrofluida lembut yang menangkap, menyimpan, dan melakukan analisis biomarker dari volume mikroliter keringat, secara in situ, saat muncul dari permukaan kulit, mewakili kelas teknologi yang dapat dikenakan yang sedang berkembang dengan kemampuan kuat yang melengkapi perangkat penginderaan biofisik tradisional , ”Tulis penulis makalah itu.
Tambalan ini menggunakan bahan kimia yang mengubah warna untuk mengukur kadar glukosa, laktat, klorin, kortisol, dan banyak lagi pemakainya. Ini dapat membantu menilai berbagai komponen kesehatan seseorang, seperti tingkat hidrasi dan stres.
“Apa yang kami coba lakukan adalah mengembangkan serangkaian teknologi yang dapat dirender dalam bentuk stiker,” rekan penulis John Rogers, PhD, profesor teknik biomedis, ilmu material, dan bedah saraf di Northwestern University, memberitahu VeryWell. “Ini adalah semacam tanda air tinggi bagi kami dalam hal cakupan fungsionalitas di perangkat jenis itu.”
Apa Artinya Ini Untuk Anda
Tambalan perekat akan segera tersedia bagi konsumen untuk digunakan dalam atletik dan nutrisi. Perangkat penginderaan keringat memiliki kemampuan untuk menguji beberapa metrik kesehatan dan dapat segera diintegrasikan ke dalam perangkat yang dapat dikenakan seperti jam tangan pintar.
Bagaimana Patch Bekerja
Tes darah adalah metode paling umum untuk mendapatkan informasi tentang biokimia utama tertentu seperti natrium, kalium, klorida, dan urea. Namun, proses ini invasif karena memerlukan penusukan pada kulit atau ditusuk dengan jarum suntik. Ini membuatnya kurang menarik sebagai proses rutin.
Di sisi lain, keringat dapat terkumpul dari permukaan kulit tanpa tindakan invasif. Dan mengandung sejumlah biokimia yang berguna untuk memahami dan membentuk hasil kesehatan.
Secara historis, mengumpulkan keringat sangatlah menantang. Kadang-kadang melibatkan pengikisan dari kulit dengan alat yang mirip dengan alat pembersih yg terbuat dr karet. Saat merumput di kulit, bahan seperti sel kulit, kotoran, dan minyak dapat secara tidak sengaja mencemari sampel.
Perangkat baru ini menggunakan teknologi mikrofluida untuk mengarahkan sejumlah kecil keringat melalui saluran kecil, katup, dan reservoir di tambalan. Saat keringat dilepaskan dari pori-pori kulit, ia bergerak melalui jalur ini dan berinteraksi dengan alat tes — komponen untuk mengukur komposisi bahan kimia dari keringat. Patch stasioner ini tidak hanya memastikan sampel keringat murni, tetapi juga memungkinkannya untuk dianalisis secara real-time.
“Platform mikrofluida ini telah mengubah protokol yang dapat Anda gunakan untuk mempelajari keringat,” Rogers, yang juga direktur pendiri Pusat Elektronik Terpadu Bio, mengatakan.
Tambalan tersebut relatif tidak mencolok pada pemakainya. Salah satu alasan ukurannya yang kecil dan strukturnya yang fleksibel adalah karena tambalan tidak mengandung baterai yang besar. Sebaliknya, ini didukung melalui interaksi dengan smartphone.
Memanfaatkan teknologi komunikasi jarak dekat yang memungkinkan fungsi seperti pembayaran nirkabel, patch dan smartphone dapat secara efektif bertukar daya dan informasi. Patch menerima daya secara nirkabel menggunakan gelombang radio dari telepon, dan informasi tentang keringat — seperti berapa banyak yang terkumpul dan susunan kimianya — dikomunikasikan kembali ke telepon.
Perangkat harus berada di dekat smartphone agar dapat beroperasi, yang berarti pengguna harus menggesek ponsel mereka di dekat patch agar dapat menerima daya. Tapi, Rogers mengatakan, para ilmuwan dapat mengembangkan perangkat dengan antena yang lebih besar yang dapat dipasang pada sesuatu seperti sepeda latihan untuk mendapatkan pembacaan yang lebih berkelanjutan.
Apa yang Dapat Diberitahukan Keringat kepada Kami
Pengumpulan keringat yang bersifat non-invasif bisa sangat bermanfaat, terutama bagi orang yang mengandalkan tes darah rutin untuk mengukur status kesehatannya.
“Kerugiannya adalah tidak ada yang benar-benar tahu banyak tentang keringat,” kata Rogers. Ia memiliki komponen kimia ini — itu yang diketahui. Tapi bagaimana hal itu bertumpuk dengan darah adalah pertanyaan penelitian yang menarik dan kami berada tepat di tengahnya. "
Kelompok risetnya bekerja dengan tim ahli jantung di Rumah Sakit Anak Lurie di Chicago untuk lebih memahami bagaimana biomarker dalam keringat dibandingkan dengan yang ada di darah. Misalnya, keringat dan darah mengandung glukosa. Para peneliti akan mengukur level pada kedua sampel dan menilai apakah dan bagaimana keduanya berkorelasi, untuk membuat sensor keringat lebih akurat dan berguna.
Mengukur bagaimana kortisol, serta glukosa dan vitamin C, dilepaskan dalam tubuh melalui keringat juga dapat memberikan wawasan tentang kesehatan mental dan stres fisik pemakainya. Kortisol dilepaskan sebagai respons terhadap stres fisik dan mental, dan dapat memicu konsumsi glukosa saat tubuh bereaksi terhadap respons lawan-atau-lari. Selain itu, peningkatan kadar kortisol terkait dengan kondisi seperti obesitas, diabetes, hipertensi, dan depresi.
Penulis berharap pelacakan biokimia ini melalui keringat akan mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana kortisol, glukosa, dan vitamin C berinteraksi.
Bagaimana Alat Penginderaan Keringat Akan Digunakan
Model jam tangan pintar saat ini — seperti Apple Watch dan Fitbit — menyertakan alat untuk mengukur detak jantung, gerakan, dan tingkat oksigen dalam darah. Untuk melampaui pengukuran fisik ini, penambahan sensor keringat akan memungkinkan pengguna melacak sifat biokimia dan dampaknya pada kesehatan pengguna juga.
“Saya merasa bahwa pada akhirnya, para pemain besar di pasar ini akan merasakan keringat karena itu tidak invasif,” Tolga Kaya, PhD, direktur program teknik di Sacred Heart University di Connecticut, mengatakan kepada Verywell. “Begitu mereka menerapkannya ke dalam jam tangan mereka, maka itu akan menjadi lebih besar.”
Berdasarkan penelitian Rogers dan timnya, Gatorade mengembangkan GX Sweat Patch. Produk tersebut adalah versi sederhana dari yang dijelaskan dalam penelitian dan hanya menguji faktor-faktor yang relevan dengan atlet, seperti tingkat hidrasi dan elektrolit.
Produk tersebut diumumkan melalui iklan selama paruh waktu pada pertandingan NBA All-Star pada bulan Februari dan akan tersedia di toko perlengkapan olahraga tahun depan. Tambalan tersebut juga disilangkan ke ranah virtual sebagai produk dalam versi terbaru video game NBA 2K.
Teknologi ini memiliki berbagai kegunaan dalam bidang atletik dan nutrisi, termasuk melacak kehilangan keringat dan kadar elektrolit.
"Anda dapat mengetahui apakah seseorang terhidrasi atau dehidrasi secara real-time, yang sangat membantu karena saat Anda merasa haus atau dehidrasi, sudah terlambat untuk mengembalikannya," kata Tolga, yang tidak berafiliasi dengan Kertas barat laut. "Anda kehilangan kinerja mental, kinerja fisik cukup cepat."
Rogers dan Tolga mengatakan perangkat ini juga bisa berguna untuk militer. Untuk lebih menjaga kesehatan orang-orang layanan, tambalan seperti ini dapat menilai tingkat hidrasi dan kortisol mereka untuk memastikan kinerja fisik dan mental puncak.
Saat para ilmuwan belajar tentang cara merekayasa perangkat yang hidup berdampingan dengan sistem kehidupan, ada ruang untuk kemungkinan yang luar biasa. Dari perangkat implan untuk otak hingga tambalan untuk melacak kesehatan neonatal, Rogers mengatakan ada banyak cara alat baru dapat membantu kita lebih memahami biologi dasar kita.
“Ini adalah tempat yang sangat kaya dan luas untuk melakukan penelitian akademis yang berorientasi pada penemuan,” kata Rogers. “Ini semacam sains dengan konsekuensi, dalam arti tertentu. Jika Anda mengembangkan pemahaman, Anda mungkin dapat membuat dasar untuk teknologi yang dapat mengubah cara kami melakukan perawatan kesehatan dengan manfaat langsung dan hasil yang lebih baik bagi pasien, mengurangi biaya, dan penerapan di daerah miskin di planet ini. ”
.jpg)
