Газы, выделяемые кожей, могут однажды помочь следить за нашим здоровьем, как показывают первые лабораторные эксперименты.
Кожа выделяет газы, по которым можно отслеживать состояние здоровья
Лиза Рапапорт
6 мая 2022 г. - У нас уже есть смарт-часы и фитнес-трекеры, которые могут рассказать нам о нашем теле: сколько шагов мы делаем в день, как хорошо мы спим ночью и находится ли наше кровяное давление в здоровом диапазоне.
Сейчас ученые проводят эксперименты, чтобы выяснить, можно ли добавить к носимым устройствам датчики, которые смогут рассказать нам еще больше о нашем здоровье на основе газов, выделяемых нашей кожей.
В рамках процесса разработки таких датчиков ученые провели предварительные лабораторные испытания пленки, изготовленной из производных растительной ткани и электроактивных пластиковых соединений. Эта пленка может изгибаться при воздействии на нее ацетона - газа, выделяемого кожей, сообщают исследователи в журнале PLOS One.
Когда ученые подвергли пленку воздействию растворов, содержащих воду, этанол и ацетон, они заметили, что пленка согнулась в ответ на химические вещества, но не на воду.
Ацетон - это химическое вещество, которое естественным образом содержится в растениях и деревьях, а также присутствует в организме человека при расщеплении жиров, согласно данным Агентства США по регистрации токсичных веществ и болезней (U.S. Agency for Toxic Substances and Disease Registry).
Люди производят больше ацетона, когда придерживаются низкокалорийной диеты, а также при беременности или диабете. Физические упражнения, обильное питье и физические травмы также могут привести к повышению уровня ацетона в организме.
"Было доказано, что ацетон не только выдыхается с дыханием, но и выделяется через кожный газ из доступных участков кожи, таких как кисти, руки и пальцы, что позволяет легко, неинвазивно и непрерывно собирать образцы ацетона", - говорит старший автор исследования Перена Гума, доктор философии, профессор инженерии в Университете штата Огайо в Колумбусе.
Ранее ученые подтвердили, что когда люди выдыхают большее количество ацетона или выделяют большее количество ацетона на коже, у них также повышается уровень ацетона в крови, говорит Гума.
Хотя некоторые исследования показали возможность измерения ацетона в человеческом поте, эти датчики требуют большого количества пота для получения точных показаний и не могут работать как непрерывный монитор, говорят исследователи.
Разница с измерением ацетона по кожным газам заключается в том, что для получения показаний требуется очень мало газа, и потенциально можно проводить круглосуточный мониторинг, чтобы лучше определить изменения со временем.
"Выявление проблем со здоровьем через кожу - это действительно конечный рубеж", - говорит Гума. "У проекта впереди еще несколько лет. Но через 6 месяцев у нас должно быть доказательство концепции, а через год мы хотели бы протестировать его на людях".
Если все пойдет хорошо, то целью будет создание сенсоров из этой пленки, которые можно будет добавлять в носимые устройства, говорит исследовательская группа. Они могут использоваться в смарт-часах или фитнес-трекерах, а также в специальных устройствах, надеваемых на малоподвижные части тела, например, за ухом или на ногти.
Хотя у этой идеи есть определенный потенциал, до создания устройства, которое люди смогут носить вне клинических испытаний, скорее всего, еще далеко, говорит Шалини Прасад, доктор философии, профессор и заведующая кафедрой биоинженерии Техасского университета в Далласе, которая не принимала участия в новом исследовании.
Если испытания на людях достоверно установят связь между уровнем химических веществ, выделяемых кожей, и уровнем этих веществ, циркулирующих в организме, то, возможно, однажды появится возможность тестировать кожные газы для выявления биомаркеров конкретных заболеваний, говорит Прасад.
