Le professeur de l'Université Northwestern, John A. Rogers, collabore avec un large éventail de partenaires, dont Gatorade, les Mariners de Seattle, l'U.S. Air Force et Shirley Ryan AbilityLab pour mettre son système d'analyse de la sueur microfluidique portable dans une large distribution.

L'appareil mesure la sueur et les biomarqueurs de la sueur avec précision et en temps réel, permettre aux athlètes, personnel militaire, les professionnels du fitness et autres pour surveiller le taux de transpiration et la perte d'électrolytes, afin qu'ils puissent rester hydratés, reconstituer leurs électrolytes et rester au top de leur forme.

Les partenariats visent à développer davantage, tester et valider l'appareil de Rogers, qui surveille la perte de sueur et analyse la chimie de la sueur avec un simple, lecture visuelle en temps réel.

Auparavant développé dans le laboratoire d'ingénierie Northwestern de Rogers, Le doux, L'appareil flexible repose sur la peau et mesure la transpiration pour déterminer comment le corps réagit à l'exercice. Lancé par le groupe de Rogers par l'intermédiaire du bureau de l'innovation et des nouvelles entreprises (INVO) de Northwestern, La startup Epicore Biosystems a mis en place des capacités de fabrication en grand volume pour ces dispositifs microfluidiques. Il prévoit également de les co-conditionner avec des produits nutritionnels, santé de la peau, produits cosmétiques et d'hydratation sportive, avec des possibilités supplémentaires d'utilisation en médecine clinique et en réadaptation.

"Le Gatorade Sports Science Institute en sait beaucoup sur la sueur, et ils ont des protocoles de test très rigoureux pour évaluer les nouvelles technologies dans cet espace, " dit Rogers, le professeur Louis Simpson et Kimberly Querrey de science et génie des matériaux, Génie biomédical et chirurgie neurologique à la faculté de médecine McCormick et Northwestern University Feinberg, et il est directeur du Center for Bio-Integrated Electronics (CBIE).

"Notre mission au Gatorade Sports Science Institute a toujours été d'aider les athlètes à optimiser leur santé et leurs performances grâce à la recherche et à l'éducation en matière d'hydratation et de science du sport, " a déclaré le Dr Lindsay Baker, scientifique principal au Gatorade Sports Science Institute. « Grâce à notre partenariat avec Epicore Biosystems, nous développons de nouvelles façons passionnantes de mesurer et de surveiller la transpiration, ce qui peut nous aider à mieux recommander des stratégies d'hydratation pour nos athlètes."

Initialement introduit en 2016, La conception microfluidique de Rogers a parcouru un long chemin au cours de la dernière année. Les conceptions antérieures mesuraient la perte de chlorure, glucose, les niveaux de lactate et de pH dans la sueur. Les nouvelles plates-formes quantifient également les concentrations de métaux lourds tels que le plomb et l'arsenic et les niveaux d'urée et de créatinine, ce dernier étant lié à la santé des reins.

Les derniers appareils peuvent également mesurer ces chimies en continu, en temps réel, permettant aux porteurs de surveiller l'évolution de la chimie de leur sueur pendant un programme d'exercice et tout au long de la journée.

"Les appareils d'il y a un an pouvaient déterminer la concentration moyenne de chlorure pendant une période d'exercice, " a déclaré Rogers. " Mais maintenant, nous avons des appareils qui se remplissent séquentiellement dans le temps. Ceci est important car les variations des biomarqueurs de la sueur donnent une impression de niveau de fatigue pendant que vous faites de l'exercice. Nous n'avions pas cette capacité auparavant."

Mieux encore :l'athlète n'a pas besoin d'interrompre son entraînement pour déchiffrer des informations compliquées. Au lieu, il ou elle peut surveiller ces niveaux changeant séquentiellement d'un simple coup d'œil. Pendant l'exercice, la sueur se fraie un chemin à travers les canaux microscopiques de l'appareil et dans différents compartiments. Dans ces compartiments, les réactions avec des réactifs chimiques entraînent des changements de couleur visibles qui sont quantitativement liés aux concentrations d'électrolytes.

"La plupart des gens veulent savoir s'ils perdent beaucoup de chlorure, un peu ou presque aucun, " a déclaré Rogers. " Ils peuvent simplement observer l'appareil et déterminer si leurs niveaux d'électrolytes sont élevés, moyen ou faible."

Co-écrit avec des scientifiques du Gatorade Sports Science Institute, la recherche a été publiée en ligne aujourd'hui, 16 février dans la revue Avancées scientifiques . Rogers présentera également le travail dans le cadre de son discours sur les technologies bio-intégrées le 17 février à la réunion annuelle de l'American Association for the Advancement of Science (AAAS) à Austin, Texas. Rogers discutera de la façon dont sa technologie peut être utilisée pour aider à la réadaptation des victimes d'AVC.

Une autre caractéristique unique de ces dernières plateformes est leur capacité à mesurer la sueur des utilisateurs pendant les sports aquatiques, même complètement sous l'eau. De nouveaux matériaux adhésifs et des conceptions microfluidiques maintiennent des joints étanches à la peau pour capturer et analyser la sueur tout en empêchant l'eau environnante de pénétrer dans les canaux microscopiques de l'appareil. Les systèmes ont d'abord été déployés sur des triathlètes et sont maintenant couramment utilisés par l'équipe de natation de Northwestern.

"Nous nous sommes inquiétés de l'impact de la transpiration sur l'hydratation et les performances pendant l'entraînement et la compétition, mais jusqu'à maintenant, nous n'avons eu aucun moyen de faire des mesures quantitatives, " a déclaré Jarod Schroeder, entraîneur-chef de l'équipe de natation masculine de Northwestern. "Les dispositifs microfluidiques montés sur la peau du groupe Rogers nous permettent, pour la première fois, pour déterminer la sueur et la perte d'électrolytes en continu, comme cela se produit dans la piscine pendant la baignade, sans aucun impact négatif sur nos athlètes. Les aperçus sont intrigants. Les niveaux remarquablement élevés de perte de sueur qui se produisent dans la piscine exigent une planification minutieuse de la réhydratation. »