p John A. Rogers, professor da Northwestern University, está colaborando com uma ampla coleção de parceiros, incluindo Gatorade, os Seattle Mariners, a Força Aérea dos Estados Unidos e Shirley Ryan AbilityLab para levar seu sistema analítico de suor microfluídico vestível para ampla distribuição. p O dispositivo mede biomarcadores de suor e suor com precisão e em tempo real, permitindo atletas, pessoal militar, profissionais de fitness e outros para monitorar a taxa de suor e a perda de eletrólitos, para que possam se manter hidratados, reabastecer seus eletrólitos e ficar em dia com o jogo.

p As parcerias visam a um maior desenvolvimento, testando e validando o dispositivo de Rogers, que monitora a perda de suor e analisa a química do suor com um simples, leitura visual em tempo real.

p Anteriormente desenvolvido no laboratório de Engenharia do Noroeste de Rogers, O macio, dispositivo flexível fica na pele e mede o suor para determinar como o corpo responde ao exercício. Lançado do grupo de Rogers por meio do Escritório de Inovação e Novos Empreendimentos da Northwestern (INVO), startup A Epicore Biosystems estabeleceu recursos de manufatura de grande volume para esses dispositivos microfluídicos. Ele também tem planos de embalá-los com produtos nutricionais, saúde da pele, cosméticos e produtos de hidratação esportiva, com possibilidades adicionais para uso em medicina clínica e reabilitação.

p "O Gatorade Sports Science Institute sabe muito sobre suor, e eles têm protocolos de teste muito rigorosos para avaliar novas tecnologias neste espaço, "disse Rogers, o professor Louis Simpson e Kimberly Querrey de Ciência e Engenharia de Materiais, Engenharia Biomédica e Cirurgia Neurológica em McCormick e na Escola de Medicina Feinberg da Northwestern University, e é diretor do Centro de Eletrônica Biointegrada (CBIE).

p "Nossa missão no Gatorade Sports Science Institute sempre foi ajudar os atletas a otimizar sua saúde e desempenho por meio de pesquisa e educação em hidratação e ciências do esporte, "disse a Dra. Lindsay Baker, cientista-chefe do Gatorade Sports Science Institute. "Por meio de nossa parceria com a Epicore Biosystems, estamos desenvolvendo novas maneiras empolgantes de medir e monitorar o suor, o que pode nos ajudar a recomendar melhor estratégias de hidratação para nossos atletas. "

p Introduzido inicialmente em 2016, O design microfluídico de Rogers percorreu um longo caminho no ano passado. Projetos anteriores mediam a perda de cloreto, glicose, níveis de lactato e pH no suor. As plataformas mais novas também quantificam as concentrações de metais pesados, como chumbo e arsênio e os níveis de ureia e creatinina, o último dos quais se relaciona com a saúde renal.

p Os dispositivos mais recentes também podem medir essas substâncias químicas continuamente, em tempo real, permitindo que os usuários monitorem como a química do suor muda durante um regime de exercícios e ao longo do dia.

p "Os dispositivos de um ano atrás podiam determinar a concentração média de cloreto durante um período de exercícios, "Rogers disse." Mas agora temos dispositivos que se enchem sequencialmente no tempo. Isso é importante porque as variações nos biomarcadores de suor dão uma sensação de nível de fadiga enquanto você se exercita. Não tínhamos essa capacidade anteriormente. "

p Melhor ainda:o atleta não precisa pausar o treino para decifrar informações complicadas. Em vez de, ele ou ela pode monitorar esses níveis de mudança sequencial com um simples olhar. Durante o exercício, o suor serpenteia pelos canais microscópicos do dispositivo e entra em diferentes compartimentos. Nesses compartimentos, as reações com reagentes químicos resultam em alterações de cor visíveis que se relacionam quantitativamente com as concentrações de eletrólitos.

p "A maioria das pessoas quer saber se estão perdendo muito cloreto, um pouco ou quase nada, "Rogers disse." Eles podem apenas examinar o dispositivo e determinar se seus níveis de eletrólitos estão altos, médio ou baixo. "

p Em coautoria com cientistas do Gatorade Sports Science Institute, a pesquisa foi publicada online hoje, 16 de fevereiro no jornal Avanços da Ciência . Rogers também apresentará o trabalho como parte de sua palestra sobre tecnologias biointegradas em 17 de fevereiro na reunião anual da American Association for the Advancement of Science (AAAS) em Austin, Texas. Rogers irá discutir como sua tecnologia pode ser usada para ajudar na reabilitação de vítimas de derrame.

p Outro recurso exclusivo dessas plataformas mais recentes é a capacidade de medir o suor dos usuários durante os esportes aquáticos, mesmo quando totalmente subaquático. Novos materiais adesivos e designs microfluídicos mantêm selos à prova d'água na pele para capturar e analisar o suor, enquanto evita que a água ao redor entre nos canais microscópicos do dispositivo. Os sistemas foram implantados primeiro em triatletas e agora são usados ​​rotineiramente pela equipe de natação da Northwestern.

p "Estamos preocupados com o impacto da transpiração na hidratação e no desempenho durante o treinamento e a competição, mas até agora, não tivemos como fazer medições quantitativas, "disse Jarod Schroeder, técnico da equipe masculina de natação da Northwestern. "Os dispositivos microfluídicos montados na pele do grupo Rogers nos permitem, pela primeira vez, para determinar a perda de suor e eletrólito continuamente, como ocorre na piscina durante a natação, sem qualquer impacto adverso em nossos atletas. Os insights são intrigantes. Os níveis notavelmente elevados de perda de suor que ocorrem na piscina exigem uma programação cuidadosa para a reidratação. "

p Por meio da Epicore Biosystems e do CBIE, os dispositivos estão agora em ampla implantação em uma ampla gama de organizações diferentes. O Seattle Mariners está usando centenas de dispositivos para rastrear jogadores durante o treinamento de primavera.

p "Estes finos, redes microfluídicas flexíveis nos permitem rastrear quantitativamente a perda de suor e a química do suor entre os participantes de nossa organização, "disse Lorena Martin, um médico e diretor de alto desempenho dos Mariners. "Esses dados podem nos fornecer detalhado, informações específicas do jogador sobre o equilíbrio eletrolítico e a química corporal em qualquer ponto durante um jogo ou treino. "

p Aviadores em serviço ativo na Base da Força Aérea Wright-Patterson em Dayton, Ohio também está usando os dispositivos.

p "O suor é rico em informações bioquímicas relevantes para a saúde fisiológica e o estado cognitivo, "disse Jennifer Martin, um químico pesquisador no Laboratório de Pesquisa da Força Aérea. "A capacidade de monitorar a perda de suor e a química do suor in situ na pele é de interesse porque os dados podem nos permitir um gerenciamento mais eficaz da prontidão militar sob condições extenuantes no treinamento ou no campo de batalha."

p Os pacientes também estão usando os dispositivos do Shirley Ryan AbilityLab, um dos melhores hospitais de pesquisa translacional do país. Os pesquisadores estão explorando assimetrias esquerda / direita na sudorese como uma medida para a recuperação em pacientes com AVC. Os dispositivos também ajudam os médicos a monitorar as diferenças na química do suor dos pacientes ao longo do processo de reabilitação.

p "A natureza altamente visual e dinâmica desses dispositivos permite que nossos médicos monitorem prontamente a perda de suor e o esforço físico em pacientes em reabilitação de distúrbios autonômicos, como acidente vascular cerebral, "disse Arun Jayaraman, diretor do Laboratório Max Näder de Tecnologias de Reabilitação e Pesquisa de Resultados da Shirley Ryan AbilityLab. "A capacidade única de medir o suor em vários locais do corpo simultaneamente abre a possibilidade de usar a sudorese anômala como um indicador do status de recuperação."

p Com a tecnologia a caminho da comercialização, Equipe de Rogers, incluindo o Dr. Roozbeh Ghaffari, o diretor de ciência translacional do CBIE, continua testando os dispositivos microfluídicos em estudos em escala com uma coleção crescente de parceiros. Rogers antecipa que uma versão desta tecnologia pode estar nas mãos de militares, equipes esportivas e consumidores no próximo ano devido em grande parte ao simples, natureza de baixo custo da tecnologia e seu amplo apelo aos usuários finais.

p "Unir forças com organizações voltadas para a ciência, como a Força Aérea dos EUA e o Gatorade, nos ajudará a oferecer uma nova classe de tecnologia vestível - que fornece informações quantitativas sobre o suor, com o potencial de mudar fundamentalmente a maneira como as pessoas gerenciam sua hidratação, saúde e desempenho, "Ghaffari disse.