नई लचीली त्वचा पैच पसीना के माध्यम से आपके स्वास्थ्य को ट्रैक करने में मदद कर सकता है

सुंगबोंग किम, रोजोज़ेह गफ़री, जॉन ए रोजर्स

चाबी छीनना

• वैज्ञानिकों ने एक पतली, लचीली, पानी से तंग चिपकने वाली पैच के रूप में पसीना-संवेदन उपकरण बनाया।
• डिवाइस कोर्टिसोल, ग्लूकोज, विटामिन सी और क्लोरीन जैसे जैव रासायनिक के लिए पसीने का विश्लेषण कर सकता है।
• यह लोगों को स्वास्थ्य, एथलेटिक्स और यहां तक ​​कि सैन्य प्रदर्शन की निगरानी में मदद करने के लिए प्रमुख शारीरिक मार्करों को माप सकता है।

बस पसीने की एक बूंद किसी व्यक्ति के शरीर के बारे में बहुत कुछ बता सकती है। अब, आपकी जैव रसायन के कुछ प्रमुख घटकों को समझना एक चिपकने वाला पैच पर थप्पड़ मारना और इसे अपने स्मार्टफोन के पास स्वाइप करना जितना आसान हो सकता है।

इस सप्ताह प्रकाशित एक पत्र मेंराष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही, शोधकर्ताओं की एक टीम ने पतली, लचीली पैच के विकास की घोषणा की जो वास्तविक समय में छोटी मात्रा में पसीने को इकट्ठा और विश्लेषण कर सकती है।

“सॉफ्ट माइक्रोफ्लुइडिक सिस्टम जो पसीने के माइक्रोलीटर वॉल्यूम के बायोमार्कर विश्लेषण को कैप्चर, स्टोर और प्रदर्शन करते हैं, जैसे कि यह त्वचा की सतह से निकलता है, शक्तिशाली क्षमताओं के साथ पहनने योग्य प्रौद्योगिकी के एक उभरते वर्ग का प्रतिनिधित्व करता है जो पारंपरिक जैव-संवेदी उपकरणों के पूरक हैं। , ”पेपर के लेखक लिखते हैं।

यह पैच ग्लूकोज, लैक्टेट, क्लोरीन, कोर्टिसोल और अधिक के पहनने के स्तर को मापने के लिए रंग बदलने वाली रसायन विज्ञान का उपयोग करता है। ये किसी व्यक्ति के स्वास्थ्य के विभिन्न घटकों का आकलन करने में मदद कर सकते हैं, जैसे कि उनका जलयोजन और तनाव।

नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग, मैटेरियल्स साइंस और न्यूरोलॉजिकल सर्जरी के प्रोफेसर सह लेखक जॉन रोजर्स, पीएचडी के सह-लेखक जॉन रोजर्स, "हम जो करने की कोशिश कर रहे हैं, वह एक स्टिकर के रूप में प्रदान की जा सकती है।" वेरीवेल बताता है। "यह उस प्रकार के उपकरण में कार्यक्षमता के दायरे के मामले में हमारे लिए उच्च-जल चिह्न है।"

यह आपके लिए क्या मायने रखता है

एथलेटिक्स और पोषण में उपयोग के लिए उपभोक्ताओं को जल्द ही चिपकने वाला पैच उपलब्ध होगा। स्वेट सेंसिंग डिवाइसेस में कई हेल्थ मेट्रिक्स के लिए परीक्षण करने की क्षमता होती है और इसे जल्द ही स्मार्टवॉच जैसे वियरबल्स में एकीकृत किया जा सकता है।

पैच कैसे काम करता है

रक्त परीक्षण सोडियम, पोटेशियम, क्लोराइड और यूरिया जैसे कुछ प्रमुख जैव रासायनिकों के बारे में जानकारी प्राप्त करने का सबसे आम तरीका है। हालांकि, यह प्रक्रिया आक्रामक है, क्योंकि इसमें त्वचा को चुभाने या इसे सिरिंज के साथ घुसाने की आवश्यकता होती है। यह एक नियमित प्रक्रिया के रूप में इसे कम आकर्षक बनाता है।

दूसरी ओर, पसीना किसी भी आक्रामक कार्रवाई के बिना त्वचा की सतह से एकत्र किया जा सकता है। और इसमें कई जैव रासायनिक शामिल हैं जो स्वास्थ्य परिणामों को समझने और आकार देने के लिए उपयोगी हैं।

ऐतिहासिक रूप से, पसीना इकट्ठा करना विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण था। यह कभी-कभी एक निचोड़ के विपरीत एक उपकरण के साथ त्वचा से इसे स्क्रैप करना शामिल था। त्वचा को चरने में, त्वचा की कोशिकाओं, गंदगी और तेल जैसी सामग्री अनायास ही प्रदूषित कर सकती है।

यह नया उपकरण पैच में छोटे चैनलों, वाल्वों और जलाशयों के माध्यम से छोटी मात्रा में पसीने को निर्देशित करने के लिए माइक्रोफ्लुइड तकनीक का उपयोग करता है। जब पसीने को त्वचा में छिद्रों से मुक्त किया जाता है, तो यह इन मार्गों से गुजरता है और पसीने से रसायनों की संरचना को मापने के लिए assays- घटकों के साथ बातचीत करता है। न केवल यह स्थिर पैच सुनिश्चित करता है कि पसीने का नमूना प्राचीन है, यह वास्तविक समय में विश्लेषण करने की भी अनुमति देता है।

"माइक्रोफ़्लुइडिक प्लेटफ़ॉर्म ने उन प्रोटोकॉल को बदल दिया है जिनका उपयोग आप पसीने का अध्ययन करने के लिए कर सकते हैं," रोजर्स, जो जैव-एकीकृत इलेक्ट्रॉनिक्स पर केंद्र के संस्थापक निदेशक भी हैं, कहते हैं।

पहनने वाले पर पैच अपेक्षाकृत असंगत होते हैं। इसके छोटे आकार और लचीली संरचना का एक कारण यह है कि पैच में भारी बैटरी नहीं है। इसके बजाय, यह स्मार्टफोन के साथ बातचीत के माध्यम से संचालित होता है।

निकट-संचार संचार प्रौद्योगिकी का उपयोग करना जो वायरलेस भुगतान जैसे कार्यों को सक्षम करता है, पैच और स्मार्टफोन प्रभावी रूप से शक्ति और सूचना का आदान-प्रदान कर सकते हैं। पैच को फोन से रेडियो तरंगों का उपयोग करके वायरलेस रूप से बिजली प्राप्त होती है, और पसीने के बारे में जानकारी - जैसे कि कितना एकत्र किया गया था और इसका रासायनिक मेकअप फोन पर वापस संचारित होता है।

इसे संचालित करने के लिए डिवाइस को एक स्मार्टफोन के करीब होना चाहिए, जिसका अर्थ है कि उपयोगकर्ता को बिजली प्राप्त करने के लिए अपने फोन को पैच के करीब स्वाइप करना होगा। लेकिन, रोजर्स कहते हैं, वैज्ञानिक एक बड़े एंटीना के साथ एक उपकरण विकसित कर सकते हैं जिसे एक अभ्यास बाइक की तरह कुछ पर स्थापित किया जा सकता है ताकि अधिक निरंतर पढ़ा जा सके।

पसीना क्या हमें बता सकता है

पसीने के संग्रह की गैर-आक्रामक प्रकृति बहुत उपयोगी हो सकती है, खासकर उन लोगों के लिए जो अपनी स्वास्थ्य स्थिति को मापने के लिए नियमित रक्त परीक्षण पर भरोसा करते हैं।

"नुकसान यह है कि कोई भी वास्तव में पसीने के बारे में बहुत कुछ नहीं जानता है," रोजर्स कहते हैं। "यह इन रासायनिक घटकों - कि ज्ञात है। लेकिन यह रक्त के खिलाफ कैसे ढेर हो जाता है यह एक दिलचस्प शोध प्रश्न है और हम इसके बीच में ही सही हैं। ”

उनका शोध समूह शिकागो के लूरी चिल्ड्रन अस्पताल में कार्डियोलॉजिस्ट की एक टीम के साथ काम कर रहा है ताकि यह समझने में बेहतर हो कि पसीने में बायोमार्कर रक्त में उन लोगों की तुलना कैसे करते हैं। उदाहरण के लिए, पसीना और रक्त दोनों में ग्लूकोज होता है। शोधकर्ता दोनों नमूनों में स्तरों को मापेंगे और यह आकलन करेंगे कि पसीने के सेंसरों को अधिक सटीक और उपयोगी बनाने के लिए दोनों का परस्पर संबंध कैसे और कैसे है।

यह मापने कि कोर्टिसोल, साथ ही ग्लूकोज और विटामिन सी, पसीने के माध्यम से शरीर में कैसे निकलते हैं, पहनने वाले के मानसिक स्वास्थ्य और शारीरिक तनाव के बारे में भी जानकारी दे सकते हैं। कोर्टिसोल शारीरिक और मानसिक तनावों के जवाब में जारी किया जाता है, और यह ग्लूकोज की खपत को ट्रिगर कर सकता है जब शरीर एक लड़ाई-या-उड़ान प्रतिक्रिया में किक करता है। इसके अतिरिक्त, वृद्धि हुई कोर्टिसोल का स्तर मोटापे, मधुमेह, उच्च रक्तचाप और अवसाद जैसी स्थितियों से जुड़ा हुआ है।

लेखक आशान्वित हैं कि पसीने के माध्यम से इन जैवरासायनिकों को ट्रैक करने से कोर्टिसोल, ग्लूकोज और विटामिन सी की परस्पर क्रिया कैसे होती है, इसकी अधिक समझ पैदा होगी।

कैसे पसीना संवेदन उपकरणों का इस्तेमाल किया जाएगा

वर्तमान स्मार्टवॉच मॉडल- जैसे Apple वॉच और फिटबिट- में हृदय गति, गति और रक्त-ऑक्सीजन के स्तर को मापने के उपकरण शामिल हैं। इन भौतिक मापों से आगे बढ़ने के लिए, एक पसीने के सेंसर के अलावा उपयोगकर्ताओं को जैव रासायनिक गुणों और उपयोगकर्ता के स्वास्थ्य पर उनके प्रभाव को ट्रैक करने की अनुमति होगी।

कनेक्टिकट के सेक्रेड हार्ट यूनिवर्सिटी में इंजीनियरिंग कार्यक्रमों के निदेशक टोलगा काया, पीएचडी कहते हैं, "मुझे लगता है कि आखिरकार, बाजार में इन बड़े खिलाड़ियों को पसीना बहाना पड़ेगा क्योंकि यह आक्रामक नहीं है।" "एक बार जब वे इसे अपनी घड़ियों में लागू करते हैं, तो यह बड़ा होने वाला है।"

रोजर्स और उनकी टीम के शोध के आधार पर, गेटोरेड ने जीएक्स स्वेट पैच विकसित किया। उत्पाद अध्ययन में वर्णित एक का एक सरलीकृत संस्करण है और केवल एथलीटों के लिए प्रासंगिक कारकों के लिए परीक्षण करता है, जैसे जलयोजन और इलेक्ट्रोलाइट स्तर।

फरवरी में एनबीए ऑल-स्टार गेम में आधे समय के दौरान उत्पाद की घोषणा की गई थी और यह अगले साल खेल के सामान की दुकानों में उपलब्ध होगा। वीडियो गेम एनबीए 2K के सबसे हाल के संस्करण में एक उत्पाद के रूप में पैच आभासी दायरे में भी पार हो गया।

एथलेटिक्स और पोषण के क्षेत्र में इस तकनीक के विभिन्न उपयोग हैं, जिसमें पसीने की हानि और इलेक्ट्रोलाइट स्तर पर नज़र रखना शामिल है।

"आप बता सकते हैं कि क्या कोई वास्तविक समय में हाइड्रेटेड या निर्जलित है, जो बहुत मददगार है क्योंकि जब आप देखते हैं कि आप प्यासे हैं या निर्जलित हैं, तो इसे वापस लाने में पहले ही बहुत देर हो चुकी है," टोलगा कहते हैं, जो किसी के साथ संबद्ध नहीं है। वायव्य पत्र। "आप मानसिक प्रदर्शन, शारीरिक प्रदर्शन बहुत जल्दी खो देते हैं।"

रोजर्स और टोलगा का कहना है कि ये डिवाइस सेना के लिए भी उपयोगी हो सकते हैं। सेवा के लोगों के स्वास्थ्य को बेहतर बनाए रखने के लिए, इस तरह के पैच उनके शारीरिक और मानसिक प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए उनके जलयोजन और कोर्टिसोल के स्तर का आकलन कर सकते हैं।

जैसा कि वैज्ञानिकों ने इंजीनियर उपकरणों के बारे में जाना कि जीवित प्रणालियों के साथ सह-अस्तित्व कैसे है, अविश्वसनीय संभावना के लिए जगह है। मस्तिष्क के लिए प्रत्यारोपण उपकरणों से लेकर नवजात स्वास्थ्य पर नज़र रखने के लिए, रोजर्स कहते हैं कि ऐसे कई तरीके हैं जिनसे नए उपकरण हमारे बुनियादी जीव विज्ञान को बेहतर ढंग से समझने में हमारी मदद कर सकते हैं।

"यह वास्तव में समृद्ध है, खोज-उन्मुख शैक्षणिक अनुसंधान करने के लिए व्यापक स्थान," रोजर्स कहते हैं। "यह एक तरह से परिणामों के साथ विज्ञान की तरह है।" यदि आप एक समझ विकसित करते हैं, तो आप उन प्रौद्योगिकियों के लिए नींव बनाने में सक्षम हो सकते हैं जो हमारे स्वास्थ्य लाभ के तरीकों को प्रत्यक्ष लाभ और रोगियों के लिए बेहतर परिणामों, कम लागत और ग्रह के खराब क्षेत्रों में तैनाती के साथ बदल सकते हैं। ”