Il sensore novello del sudore del wireless può individuare esattamente i livelli di sforzo

Se qualcuno vi chiedesse ora come sollecitato voi sia, che cosa direste? Poco? Molto? Non non sapere?

Quelle sono tutte risposte valide, ma non sono particolarmente utili ai ricercatori ed ai professionisti medici perché sono soggettive e quantificate non facilmente. Ciò nonostante, invece di migliore metodo di misurazione dello sforzo, il metodo comune per anni ha consistito di un questionario di sforzo. L'alternativa principale al questionario, un'analisi del sangue, può fornire i dati quantitativi ma richiede un professionista formato di ritirare il sangue e lo sforzo della procedura stesso--essendo colpendo con un grande ago di stampa--può distorcere i risultati di molta gente.

Ma qualche cosa di migliore ha potuto essere giusto dietro l'angolo.

Wei Gao, assistente universitario di assistenza tecnica medica a Caltech, ha prodotto un sensore che può individuare esattamente i livelli di cortisol, un composto naturale del sudore del wireless che è pensato comunemente come all'ormone di sforzo dell'organismo. In un nuovo documento che compare nella materia del giornale, Gao ed i suoi colleghi ricercatori mostrano come hanno progettato e fatto l'unità massa-producibile e come funziona e dimostrano che è efficace ad individuare i livelli del cortisol in tempo reale vicino.

Lo sviluppo di un'unità economica ed accurata per la misurazione del cortisol ha potuto tenere conto il video più diffuso e più facile dello sforzo ma anche di altri termini compreso ansia, il disordine post - traumatico di sforzo e la depressione--quale sono correlati con i cambiamenti nei livelli del cortisol.

Il sensore Gao sviluppato è preparato facendo uso di simile approccio come un altro hanno sudato il sensore che recentemente ha creato che può misurare il livello di acido urico nella circolazione sanguigna, che è utile per il video dei termini come la malattia cardiovascolare, il diabete, o malattia renale. Quel sensore del sudore ed il nuovo Gao ed il suo gruppo hanno creato, è entrambi ha fatto di graphene, un modulo sottile lamiera di carbonio. Una lamiera sottile di plastica è incisa con un laser per generare una struttura del graphene 3D con i pori minuscoli in cui il sudore può essere analizzato. Quei pori creano un gran numero di area nel sensore, che la rende abbastanza sensibile per individuare i composti che sono soltanto presenti molto nelle piccole quantità in sudore. Nel nuovo sensore, quei pori minuscoli sono accoppiati con un anticorpo, un tipo di molecola del sistema immunitario, specificamente sensibile a cortisol, così permettendo che individui il composto.

Il sensore è stato collaudato in due modi diversi. In una prova, il sudore di un volontario è stato analizzato durante i sei giorni ed i dati che rappresentano i livelli del cortisol sono stati raccolti. In una persona in buona salute, i livelli del cortisol aumentano e cadono su un ciclo quotidiano. I livelli alzano subito dopo che una persona sveglia ogni mattina e declino durante tutta la giornata e quello è esattamente che cosa il sensore ha individuato.

Gao dice che questa è la prima dimostrazione di un sensore che può non invadente riflette la fluttuazione quotidiana di cortisol, aggiungente che riflettere il ciclo quotidiano del cortisol di un paziente potrebbe rivelare la presenza di stati di salute mentale.

“I pazienti della depressione hanno un reticolo circadiano differente di cortisol che le persone in buona salute fanno,„ dice. “Con i pazienti di PTSD, è altro differente.„

Nell'altra prova, i cambiamenti nei livelli del cortisol sono stati registrati mentre si sono presentati in risposta ad un fattore di sforzo acuto. Ciò è stata fatta con due esperimenti. Nel primo, i soggetti sono stati chiesti di esercitarsi aerobici, perché l'esercizio intenso è conosciuto per causare un forte aumento in cortisol. Nel secondo esperimento, i soggetti sono stati chiesti di sommergere le loro mani in acqua ghiacciata, un fattore di sforzo sufficiente per suscitare la versione del cortisol. In entrambi gli esperimenti, i sensori hanno individuato i livelli aumentanti del cortisol subito.

La nostra durata dell'analisi ha potuto essere soltanto alcuni minuti. Tipicamente, un'analisi del sangue richiede almeno un'- due ore e richiede l'sforzo-induzione del tiraggio di sangue. Per il video di sforzo, il tempo è molto importante.„

Wei Gao, assistente universitario di assistenza tecnica medica a Caltech

Sebbene il sensore di Gao possa trovare molti usi nelle applicazioni mediche tipiche qui su terra, egualmente sta controllando per le applicazioni potenziali del fuori mondo. Ad ottobre, la NASA ha annunciato che Gao è uno di sei ricercatori selezionati partecipare agli studi sulla salubrità degli esseri umani sulle missioni dello profondo-spazio. Gao riceverà il finanziamento per sviluppare la tecnologia dei sensori in un sistema per il video lo sforzo e dell'ansia degli astronauti come componente del programma, che sta amministrando dall'istituto di ricerca di traduzione per salubrità dello spazio (TRISH).

“Miriamo a mettere a punto un sistema portabile che può raccogliere i dati multimodali, compreso sia la funzione vitale che le informazioni molecolari di biomarcatore, ottenere la classificazione accurata per lo sforzo e l'ansia dello spazio profondo,„ Gao diciamo.

Source:
Journal reference:

Torrente-Rodríguez, R.M., et al. (2020) Investigation of Cortisol Dynamics in Human Sweat Using a Graphene-Based Wireless mHealth System. Matter. doi.org/10.1016/j.matt.2020.01.021.