Basato sul nuovo prototipo di front-end analogico ad alta precisione di STMicroelectronics per sensori elettrochimici a stato solido e sulla piattaforma di rilevamento avanzata di CEA-Leti, Sweat Patch fornisce un monitoraggio affidabile di idratazione, affaticamento e sforzo direttamente dalla pelle.
CEA-Leti ha collaborato con STMicroelectronics per presentare un importante passo avanti verso un monitoraggio biochimico pratico e continuo: un cerotto indossabile che analizza il sudore in tempo reale. Basato sul nuovo prototipo di front-end analogico ad alta precisione di ST per sensori elettrochimici a stato solido e sulla piattaforma di rilevamento avanzata di CEA-Leti, il dispositivo raccoglie il sudore direttamente dalla pelle tramite uno strato adesivo dotato di circuito microfluidico integrato.
Come funziona Sweat Patch
I sensori elettrochimici all’interno del dispositivo monitorano indicatori legati a idratazione, affaticamento, stress termico e sforzo. Dopo l’analisi, il sudore viene evacuato attraverso uno strato di evaporazione microporoso. Tutti gli strati funzionali sono realizzati su substrati flessibili abbastanza sottili da adattarsi comodamente al braccio.
Il piccolo dispositivo, chiamato Sweat Patch, combina sensori a stato solido, una rete microfluidica innovativa e componenti elettronici wireless compatti. Progettato per condizioni ambientali estreme, nella sua prima versione misura costantemente tre marcatori fisiologici chiave: pH, sodio e potassio.
Misure continue e stabili
“In questo nuovo sistema, tutto il sudore prodotto viene raccolto in modo efficiente e trasportato attraverso percorsi microfluidici verso camere di misurazione, ciascuna dotata di un sensore elettrochimico, per poi essere immesso nel sistema di drenaggio per lo smaltimento”, ha affermato Nadège Nief, Vice Responsabile della Divisione Micro-Tecnologie per la Biologia e la Sanità presso CEA-Leti. “Mentre le precedenti generazioni di analisi si basavano solo su letture intermittenti, Sweat Patch garantisce un segnale biochimico continuo e stabile che consente un notevole miglioramento dell’analisi”.
Il prototipo misura 3 cm di diametro e meno di 1 cm di spessore ed è stato sviluppato nell’ambito del programma human-use-compliant by design di CEA-Leti per le tecnologie sanitarie. Tutti i materiali sono medical-grade, atossici e biocompatibili.
Il front-end analogico di ST al centro della piattaforma
Sweat Patch inaugura una nuova era di monitoraggio biochimico continuo e non invasivo, liberando il potenziale diagnostico del sudore, spesso descritto come una “miniera d’oro” di informazioni sulla salute. La tecnologia traccia costantemente marcatori come glucosio, potassio, sodio e lattato, fornendo informazioni in tempo reale su idratazione, equilibrio elettrolitico, sforzo fisico e stress.
Cuore della piattaforma è il front-end analogico di ST, un potenziostato compatto ad alta precisione progettato per controllare e leggere sensori elettrochimici a stato solido con elevata accuratezza. Integrato con i sensori di movimento MEMS di ST, il sistema può fondere i dati biochimici con metriche dettagliate di movimento e attività, trasformando le misure grezze in informazioni contestualizzate e fruibili.
Le dichiarazioni
Enrico Alessi, Responsabile R&D delle Architetture di Sistema presso il Gruppo Ricerca e Sviluppo Centrale Analogico, di Potenza e Discreto, MEMS e Sensori di STMicroelectronics, sottolinea:
“Sweat Patch va oltre le soluzioni di monitoraggio tradizionali, fornendo dati significativi e personalizzati che possono guidare decisioni più intelligenti in diversi contesti. Le potenziali applicazioni spaziano dall’ottimizzazione della forma fisica personale alla salute e sicurezza sul lavoro, fino al monitoraggio sanitario precoce e allo screening clinico non invasivo. In ambito industriale, l’analisi continua del sudore può fungere da rilevatore precoce di stress termico e squilibri elettrolitici, contribuendo a salvaguardare la salute dei lavoratori”.
Andreja Erbes, Direttore dello Scouting Tecnologico e delle Partnership di R&S di STMicroelectronics, aggiunge:
“Stanno emergendo applicazioni interessanti da parte di aziende che investono in biomarcatori per dispositivi indossabili non invasivi, continui e sensibili al contesto. Inoltre, nuovi mercati come analisi alimentare, controllo dei processi industriali e monitoraggio ambientale mostrano grande potenziale, valorizzando le capacità del prototipo di R&S di ST e la sua versatilità oltre l’ambito sanitario”.
Yohann Thomas, ingegnere di ricerca ed esperto di sensori elettrochimici di CEA-Leti, conclude:
“Sweat Patch dimostra cosa diventa possibile quando elettronica, microfluidica e chimica dello stato solido vengono sviluppate come un sistema unificato anziché come componenti separati. Il rilevamento biochimico in tempo reale dipende dall’affidabilità di ogni parte della catena di sensori sulla pelle”.
Roadmap: industrializzazione e nuovi biomarcatori
Guardando al futuro, CEA-Leti e STMicroelectronics puntano ad aumentare la maturità tecnologica della piattaforma, industrializzando i sensori elettrochimici con ulteriori biomarcatori, migliorando la connettività del dispositivo e la sicurezza dei dati per garantire una trasmissione senza interruzioni. La piattaforma nasce come abilitatore tecnologico per clienti e partner che vorranno sviluppare soluzioni di rilevamento contestuale di nuova generazione.
