Wearable Waterproof peut analyser la sueur, même en nageant

Les athlètes du triathlon du Championnat du monde Ironman 2018 ont été parmi les premiers à tester un nouveau capteur de sueur en cours de développement par des ingénieurs de la Northwestern University. Alors que les meilleurs triathlètes du monde nageaient sur une distance de 2,4 km, parcouraient 100 km à vélo et couraient un marathon, ce petit vêtement portable adhérait directement à leur peau comme un pansement translucide, mesurant la chimie unique de chaque goutte de sueur - traduisant des mesures essentielles qui peut faire ou défaire une course d'endurance intense.

Lorsqu'il s'agit de capteurs portables dans le sport, nous pensons traditionnellement à la surveillance de paramètres tels que la puissance ou la fréquence cardiaque, qui peuvent aider un athlète à gérer ses performances. Mais le domaine des vêtements portables est en expansion et les scientifiques cherchent à mesurer un plus grand nombre de facteurs pouvant influencer les performances sportives. Le capteur de sueur fait partie de cette nouvelle classe de technologies portables.

Il a été développé par John Rogers, Ph.D., professeur d'ingénierie à Northwestern et président du conseil d'administration d'Epicore Biosystems, une société spécialisée dans les dispositifs cutanés souples qui surveillent les fluides. Il dit Inverse que les premiers tests de l’appareil au Championnat du Monde Ironman ont été couronnés de succès et qu’ils chercheront à lancer une version commerciale de l’appareil dans l’année. Le sien Progrès de la science Le papier, publié vendredi, fournit quelques détails sur le fonctionnement du correctif.

"Franchement, nous voulions savoir si les appareils resteraient allumés", a déclaré Rogers, à propos de l'essai de l'appareil au Championnat du Monde Ironman. «Ils courent partout, ils nagent, ils font du vélo. Les appareils fonctionnaient bien tout le temps, ils collectaient de la sueur et lisaient comme prévu. Les athlètes ont découvert que les dispositifs fournissaient des informations précieuses - ils ne perturbaient en aucune manière ni ne irritaient en aucune manière."

Mesurer la perte et la chimie de la sueur

Le capteur de transpiration de Rogers, qui n’a pas encore été nommé, n’est pas le premier capteur de transpiration disponible. Il pense cependant que sa conception et sa robustesse la distinguent. Le nouveau document indique que le capteur est totalement dépourvu d’électronique et repose sur la conception du patch adhésif flexible, qui adhère à la peau comme un pansement.

«Nous collectons essentiellement une ou deux gouttelettes de sueur au total», explique Rogers. "La sueur qui sort de la peau pénètre immédiatement dans des canaux et des réservoirs entièrement fermés où nous pouvons lire le taux de transpiration, la perte en transpiration et la chimie de la transpiration."

À partir de là, le portable se comporte comme un thermomètre, explique Rogers. Lorsque la sueur remplit les canaux, elle devient rouge ou bleue. La distance dans le sens des aiguilles d'une montre entre ces deux marques rouges ou bleues indique la quantité de sueur perdue - bien que les deux marques, une fois placées sur la peau humaine, soient assez pâles:

Le seul aspect de la chimie de la sueur que cet appareil peut mesurer, du moins tel qu'il existe actuellement, est le niveau d'électrolyte. C’est remarquable pour deux raisons. Premièrement, certains des auteurs de cet article sont employés par le Gatorade Sports Science Institute, ce qui fait que la perte d’électrolytes est définitivement dans leur timonerie. Cependant, le maintien de l'équilibre électrolytique - en particulier du sodium - peut être important au cours des épreuves d'endurance de longue durée. Au début, la plupart des gens mangent suffisamment de sodium dans leur régime alimentaire, mais les athlètes qui courent des marathons ou des ultramarathons doivent respecter certaines règles concernant l’apport en sodium (en particulier pour les «pulls salés»).

Ce portable utilise une combinaison de produits chimiques qui réagissent avec les molécules perdues dans la sueur. Une fois que la perte d'électrolyte est importante, la sueur emprisonnée dans le patch changera de couleur si la situation se détériore:

«Nous avons un réactif chimique dont la couleur change du rose clair au rouge foncé en fonction du niveau d'électrolyte», explique Rogers. "Rien que des yeux, vous pouvez regarder et voir" Oh, mon niveau d'électrolyte de sueur est très élevé, ou il est moyen, ou il est bas. "Vous pouvez utiliser cette information sans aucune électronique."

Tests sur les athlètes réels

Le document traite principalement de la construction des dispositifs, mais il note que le patch a filtré avec succès la sueur de l’eau salée lors de séances de natation pour les athlètes Ironman. Il a également adhéré à la peau pendant plus de deux heures d’« opérations sous-marines ». Il a qualifié l’essai Ironman d’étude pilote, bien qu’il ait déjà testé« environ 250 athlètes », y compris des joueurs de tennis et des joueurs de basketball

Dans l'état actuel des choses, l'appareil ne transmet pas d'informations à une application mobile, par exemple. À l'heure actuelle, les dispositifs seraient jetables. Vous en utiliseriez un nouveau pour chaque course ou séance d'entraînement. Il a également indiqué qu’il y aurait un lancement commercial dans l’année et qu’il travaillait avec un «grand» partenaire de l’industrie.

"Nous sommes très engagés dans le test de ces appareils, même si je dirais que l'événement Ironman à Kona a été le plus difficile, compte tenu de la diversité des circonstances qui ont présidé à la progression de la course", ajoute-t-il. «Nous étions heureux de voir que les appareils fonctionnent plutôt bien."

> Abstrait: Une surveillance biochimique in situ et in situ du statut physiologique, via l'utilisation de la sueur, pourrait permettre de nouvelles formes de diagnostic des soins de santé et des stratégies d'hydratation personnalisées. Les dernières avancées en matière de collecte de la sueur et de technologies de détection offrent des capacités puissantes, mais elles ne sont pas efficaces dans des situations extrêmes telles que les environnements aquatiques ou arides, en raison des défis uniques rencontrés pour éliminer les interférences / la contamination de l’eau environnante, en maintenant une forte adhérence en présence de substances visqueuses. forces de traction et / ou mouvement vigoureux, et empêchant l'évaporation de la sueur collectée. Ce document présente les matériaux et les conceptions de systèmes imperméables, épidermiques, microfluidiques et électroniques qui adhèrent à la peau pour permettre la capture, le stockage et l'analyse de la sueur, même sous l'eau. Les essais sur le terrain démontrent la capacité de ces dispositifs à collecter des mesures quantitatives in situ de la concentration locale de chlorure de sueur, de la perte de sueur locale (et du taux de sudation) et de la température cutanée au cours d’une activité physique vigoureuse dans des conditions intérieures contrôlées et en nageant en haute mer.