Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали умное кольцо, которое непрерывно анализирует пот и измеряет сразу несколько биомаркеров: глюкозу, кетоны, лактат, алкоголь, витамин C и мочевую кислоту. Данные передаются в приложение на смартфоне.
Работа опубликована в журнале Nature Communications. Соавторы — Тамогна Саха (Tamoghna Saha), Шичао Дин (Shichao Ding) и Сыюй Цинь (Siyu Qin) из лаборатории профессора Джозефа Вана (Joseph Wang). Они называют устройство компактным полностью интегрированным кольцом, которое в реальном времени следит за несколькими химическими показателями и становится биохимическим аналогом существующих смарт-колец.
Коммерческие смарт-кольца в основном измеряют физиологические параметры — пульс, сон, активность. Новое устройство добавляет молекулярную информацию: оно показывает, что происходит в организме на уровне веществ, а не только ритмов и движений.
«Коммерческие кольца дают только биофизические данные, но не молекулярную информацию о биохимических маркерах, которая позволяет глубже понять состояние здоровья человека», — пояснил Саха.
Как кольцо получает пот без нагрузки
Обычно для анализа пота человеку нужно достаточно сильно вспотеть. Здесь используется осмотический гидрогелевый метод забора пота: кольцо извлекает влагу без физической нагрузки. Это важно для людей с сидячей работой, тех, кто не может активно двигаться или потеть, а также для мониторинга во время сна.
Профессор Ван отмечает, что кольцо, которое в реальном времени фиксирует динамику молекулярных показателей, может помочь принимать решения о питании, образе жизни и лечении. Одновременный контроль глюкозы и кетонов особенно полезен для подбора инсулина при диабете.
Как устроено кольцо
Одна половина кольца содержит гибкую электронику — батарею и печатную плату. Другая — массив сенсоров, компонент извлечения пота и микрофлюидный канал. По размеру устройство сопоставимо с американской монетой в 25 центов.
В испытаниях кольцо хорошо сопоставилось с непрерывными мониторами глюкозы, которые используют люди с диабетом 1-го типа, и с коммерческими приборами для измерения кетонов в крови. Одно компактное устройство заменяет сразу два отдельных прибора и выглядит менее заметно.
Кольцо обеспечивает мониторинг до 12 часов и калибруется под конкретного пользователя. Стабильность калибровки сохраняется около двух месяцев, что повышает точность оценки индивидуальных трендов.
Для многих пациентов важна и скрытность: необходимость носить заметные медицинские устройства часто связана со стигмой, из-за которой люди рискуют здоровьем, избегая помощи. Небольшое кольцо может снизить этот барьер.
Пока речь идёт об исследовательском прототипе, а не о готовом потребительском гаджете. Тем не менее разработка показывает, как носимая электроника может перейти от измерения пульса и шагов к постоянному химическому мониторингу здоровья.
