Новий пластир виявить рівень стресу з аналізу поту

Пластир дозволяє проводити безперервний і неінвазивний аналіз з точністю, яка не поступається лабораторним тестам.

Стрес, як відомо, вкрай небезпечний для здоров'я. Через нього у людини змінюється кров'яний тиск, порушується метаболізм, погіршується робота мозку та імунної системи. Більш того, стрес пов'язаний і з розвитком небезпечних хронічних захворювань, в тому числі ожиріння і діабету.

Головним біомаркером стресу є гормон кортизол. Його рівень змінюється природним чином протягом дня і вказує, наскільки сильний стрес відчуває людина.

Однак лабораторні тести, що виявляють рівні кортизолу, займають до декількох днів. В контексті лікування багатьох небезпечних станів таке зволікання може бути небезпечним, кажуть медики.

Тому група вчених під керівництвом Альберто Саллео (Alberto Salleo) зі Стенфордського університету вирішила створити девайс, який допомагав би відстежувати рівні кортизолу і отримувати дані про стрес в режимі реального часу.

В результаті медичні інженери представили зручний пластир, який визначає концентрацію кортизолу, що міститься в крапельках людського поту.

Такий моніторинг є безперервним і неінвазивним, він дозволить виявити небезпечні захворювання на ранніх стадіях, відзначають автори дослідження.

За їхніми словами, новий підхід не поступається по точності лабораторних тестів. Він здатний аналізувати показники як фізичного стресу (що важливо, наприклад, для спортсменів), так і емоційного (це особливо корисно для батьків, які зможуть стежити за станом дитини, яка не здатна повідомити про стрес і нездужання).

Фахівці відзначають, що в ході роботи зіткнулися з однією складністю. Справа в тому, що більшість датчиків, аналізуючи той чи інший біомеркер, виявляють позитивний або негативний заряд молекули. Однак молекула кортизолу взагалі не має заряду.

Тому вчені сконструювали особливу мембрану з порами, які повністю відповідають за формою молекулі кортизолу.

Безпосередньо до шкіри примикає еластичний детектор, який втягує піт в спеціальний "резервуар". Поверх нього розташована та сама мембрана.

Заряджені іони, наприклад, іони натрію і калію, що містяться в краплях поту, можуть вільно проходити крізь мембрану. Але якщо вміст кортизолу підвищено, то його молекули блокують пори, тим самим обмежуючи прохід іонів. Сигнали, які відправляються за допомогою електричного датчика, можуть використовуватися для виявлення цих іонів і, відповідно, визначення кількості кортизолу.

Спеціальний аналізатор перевіряє дані, зібрані пластиром, і "виносить вирок". Причому цей процес займає кілька секунд.

Автори розробки зазначають, що вона вже пройшла перші випробування. У них взяли участь двоє добровольців, які бігали протягом 20 хвилин і, звичайно, потіли. Результати, отримані завдяки новому пластиру, порівняли з лабораторними тестами, і виявилося, що девайс по точності не поступається золотому стандарту.

Однак на цьому робота не закінчена: команда планує вдосконалити прототип, ще більш підвищивши його точність. Також потрібно переконатися, що пластир підходить для багаторазового застосування.

Крім того, дослідники планують сконструювати датчик, який аналізував би склад слини.

Інженери не виключають можливості створення пристрою, який використовував би відразу кілька маркерів (наприклад, про стрес можна також судити по температурі тіла і частотою серцевих скорочень).