Technische onderzoekers hebben een apparaat ter grootte van een polshorloge ontwikkeld dat de lichaamschemie van een persoon kan volgen om de atletische prestaties te verbeteren en mogelijke gezondheidsproblemen te identificeren. Het apparaat kan voor alles worden gebruikt, van het detecteren van uitdroging tot het volgen van atletisch herstel, met toepassingen variërend van militaire training tot competitieve sporten.

"Met deze technologie kunnen we in bijna realtime testen op een breed scala aan metabolieten, " zegt Michaël Daniëlle, co-corresponderende auteur van een paper over het werk en een assistent-professor in elektrische en computertechniek aan de North Carolina State University en in de Joint Department of Biomedical Engineering van NC State en de University of North Carolina in Chapel Hill.

Metabolieten zijn markers die kunnen worden gevolgd om het metabolisme van een individu te beoordelen. Dus, als iemands metabolietniveaus buiten de normale parameters vallen, het kan trainers of gezondheidswerkers laten weten dat er iets mis is. Voor atleten, het kan ook worden gebruikt om trainingsinspanningen op maat te maken om de fysieke prestaties te verbeteren.

"Voor deze proof-of-concept-studie, we hebben zweet van menselijke deelnemers getest en gecontroleerd op glucose, melk geven, pH en temperatuur, "zegt Daniëlle.

Een vervangbare strip aan de achterkant van het apparaat is ingebed met chemische sensoren. Die strip rust tegen de huid van een gebruiker, waar het in contact komt met het zweet van de gebruiker. Gegevens van de sensoren in de strip worden geïnterpreteerd door hardware in het apparaat, die vervolgens de resultaten registreert en doorstuurt naar de smartphone of smartwatch van een gebruiker.

"Het apparaat is zo groot als een gemiddeld horloge, maar bevat analytische apparatuur die gelijkwaardig is aan vier van de omvangrijke elektrochemische apparaten die momenteel worden gebruikt om metabolietniveaus in het laboratorium te meten, " zegt Daniele. "We hebben iets gemaakt dat echt draagbaar is, zodat het in het veld kan worden gebruikt."

Terwijl het werk voor dit artikel zich concentreerde op het meten van glucose, lactaat en pH, de sensorstrips kunnen worden aangepast om te controleren op andere stoffen die markers kunnen zijn voor gezondheid en atletische prestaties, zoals elektrolyten.

"We zijn optimistisch dat deze hardware nieuwe technologieën mogelijk maakt om het aantal slachtoffers tijdens militaire of atletische training te verminderen, door gezondheidsproblemen op te sporen voordat ze kritiek worden, " zegt Daniele. "Het zou ook de training kunnen verbeteren door gebruikers in staat te stellen hun prestaties in de loop van de tijd te volgen. Bijvoorbeeld, welke combinatie van voeding en andere variabelen verbetert het prestatievermogen van een gebruiker?"

De onderzoekers voeren nu een onderzoek uit om de technologie verder te testen wanneer deze door mensen onder verschillende omstandigheden wordt gedragen.

"We willen bevestigen dat het continue bewaking kan bieden wanneer het gedurende een langere periode in gebruik is, "zegt Daniëlle.

"Hoewel het moeilijk in te schatten is wat het apparaat de consument gaat kosten, het kost slechts tientallen dollars om te maken. En de kosten van de strips - die minstens een dag mee kunnen gaan - moeten vergelijkbaar zijn met de glucosestrips die mensen met diabetes gebruiken.

"We zijn momenteel op zoek naar industriële partners om ons te helpen bij het verkennen van de commercialiseringsopties voor deze technologie, "zegt Daniëlle.

De krant, "Draagbaar multiplex biosensorsysteem voor continue monitoring van metabolieten, " is gepubliceerd in het tijdschrift Biosensoren en bio-elektronica .