Анализ крови заменят анализом пота с помощью электронного пластыря

Вместо иголок ученые предлагают использовать специальные электронные пластыри, которые будут получать и передавать медицинские сведения о состоянии здоровья человека в реальном времени на основе анализа его пота.

Несмотря на то, что биохимический анализ крови может многое рассказать о нашем текущем состоянии здоровья, многие люди с неохотой соглашаются на его проведение. Причин тому может быть сразу несколько, и среди них имеются даже религиозные или обычная боязнь иголок. Очень многие люди боятся иголок. Еще одним не совсем удобным фактом является то, что после забора крови полученные образцы необходимо исследовать в специальной лаборатории.

Чтобы решить эти проблемы, ученые из Университета Цинциннати совместно с исследовательской лабораторией ВВС США разрабатывают специальные электронные пластыри, которые будут получать и передавать медицинские сведения о состоянии здоровья человека в реальном времени на основе анализа его пота. При этом считывать медицинские показатели можно будет даже на обычном смартфоне, специальное оборудование для этого не потребуется.

Разработанная командой ученых под руководством профессора Джейсона Хейкенфелда гибкая пластырная накладка содержит электрическую цепь, антенну, управляющий чип и специальное собирающее пот устройство на основе микрожидкостной структуры. Для максимального охвата площади для отбора образцов, эта структура накапливает в трех тонких каналах небольшое количество пота. Для того чтобы пот проходил через эту структуру необходимое для анализа количество времени (а не просто ее пропитывал), пластырь содержит супервпитывающий гидрогель. В результате после нескольких часов забора образцов пота площадь гидрогеля увеличивается всего на 2-3 миллиметра.

Сам пластырь, несмотря на наличие электронных компонентов, не имеет собственного источника питания. Вместо этого он получает необходимую энергию для работы через сигнал, посылаемый смартфоном - примерно по тому же принципу работают метки радиочастотной идентификации (RFID). Если телефон расположен рядом с пластырем, пластырь начинает измерять уровень ионной концентрации конкретных биомаркеров, находящихся в поте. Текущий прототип такого пластыря, например, может измерять показатели концентрации натрия и соляной кислоты. Ученые говорят, что будущие версии пластыря можно будет использовать для измерения показателей электролитов, метаболитов, белков и аминокислот.

Собранная информация затем пересылается на специальное приложение, установленное в смартфоне. Путем анализа ионной концентрации биомаркеров можно выяснить реальное физическое состояние организма. Другими словами, это означает, что такая технология однажды может применяться, например, для мониторинга физического состояния организма спортсменов путем измерения уровня электролитов, без необходимости забора крови, либо позволит в реальном времени узнавать текущий уровень глюкозы у диабетиков или же более правильно подбирать необходимую дозу лекарств, следя за состоянием метаболизма человека всего лишь на основе анализа его пота.

Начало клинических испытаний электронного пластыря на людях запланировано на конец этого года. Помимо этого, ученые сообщают, что почти завершили работу над электронным пластырем второго поколения. Новая версия позволит передавать информацию на телефон через Bluetooth.

Профессор Хейкенфелд описал свой проект в статье одного из последних выпусков журнала IEEE Spectrum. Следует отметить, что аналогичные разработки новых методов анализа состояния организма ведутся в Университете Калифорнии в Сан-Диего. Там команда ученых под руководством профессора Джозефа Ванга предлагает использовать временные биометрические татуировки, которые позволяют измерять уровень лактата (молочной кислоты), а также предупреждать о проблемах с метаболизмом организма.