logo logo
Сообщество робототехников

Биосенсоры для повышения эффективности спортивных тренировок

Биосенсоры для повышения эффективности спортивных тренировок
Вторник, 2 Сентября 2014, в 14:42
Гаджеты

Биосенсорные приборы, которые подключают к  смартфонам с помощью приложений, уже стали частью элитных видов спорта. Спортсмены и их тренера  используют носимые технологии для сбора и передачи данных – для электрокардиографии или пульсоксиметрии (неинвазивный способ контролировать насыщение O2), а это помогает оптимизировать эффективность тренировок. По словам Джошуа Виндмиллера, соучредителя  и генерального директора компании Electrozyme, в будущем прогресс в наноинженерии обеспечат  появление носимых  аналитических  устройств с «биосенсорами».  Они будут давать информацию, выходящую за рамки «таких сырых физических показателей, как частота сердечных сокращений».  

Когда речь заходит о соревнованиях  и подготовке спортсменов, химические биосенсоры имеют практически неограниченный спектр применения. С их помощью можно отслеживать  обезвоживание, восстановление, питание, и даже процесс заживления ран.  

Эти возможности были открыты благодаря производству наноструктурированных тонких пленок, в которых используются «модифицированные наноструктурированные материалы», повышающие  обнаружение специфических молекул - ферментов, нуклеотидов, антигенов, ДНК, аминокислот и т.д. Таким образом, с помощью биосенсорных  устройств в режиме реального времени можно отслеживать целый ряд показателей.

Панкаж Вадгама, профессор биомедицинской инженерии в Лондонском университете королевы Марии, Великобритания считает, что пройдет еще лет 10, прежде чем встроенные в тела и нательные биосенсоры будут восприниматься как привычные нам устройства. А еще он упомянул такой аспект, как взаимодействие биоматериала с человеческими тканями – «это также большая проблема, поскольку искусственные биоматериалы могут быть отвергнуты человеческими тканями, и требуется предложить безопасные, стерильные компоненты, которые можно сохранить  и использовать по требованию». Однако сейчас идет работа над биотопливными клетками, которые разрешат создать самозаряжающиеся биосенсоры, а также получать данные о дополнительных продуктах обмена веществ, таких как кортизол, норадреналин и других биомаркерах.

 

Как избежать переутомления

Биосенсор, который выглядит, словно татуировка и  надевается на кожу, описали  в журнале Analytical Chemistry. В рамках исследования спортсмены  должны были «дойти до предела своих возможностей» и провести испытания биосенсора. Джозеф Ван и его команда используют датчик, чтобы отслеживать уровень молочной кислоты,  определенная  концентрации которой показывает  переход  наших мышц на анаэробный метаболизм (то есть в состояние усталости). Ожидается, что дальнейшие исследования помогут сопоставить уровень молочной кислоты в организме с фитнесом/эффективностью занятий. Это стало бы значительным прогрессом по сравнению с современными методами взятия крови для проведения анализов.

Помимо изучения подобной «татуировки», лаборатории также изучают первый неинвазивный биосенсор-каппу. В этом новом ферментативном каппа-биосенсоре ​​анализ основывается на оксидазе молочной кислоты и низких концентрациях продукта пероксида с использованием образцов слюны человека. Как и в случае с татуировкой, этот биосенсор может в режиме реального времени предоставить информацию о состоянии, эффективности тренировки, уровне стресса своего владельца, а также позволяет более точно подобрать программу упражнений. 

 

Мониторинг процесса заживления ран

В Швейцарском центре электроники и микротехники (CSEM) [частной некоммерческой компании в г. Невшатель, Швейцария] была разработана оптическая система зондирования  «умных тканей»  для мониторинга процесса заживления ран. В первую очередь разработка подходит  для использования в медицине, чтобы  наблюдать  за процессом восстановления после хронических травм, не  заживающих привычным способом. Также используется, чтобы оценить воздействие перевязочных средств или эффективность применяемого лечения; устройство анализирует такие показатели, как концентрация воспалительных протеинов, среди которых С-реактивный белок, матриксная металлопротеиназа, или уровень рН. Естественно, это может не только помочь спортсменам в восстановлении, но и улучшить процесс лечения травмы. 

Наверняка, вы слышали о команде Google и их устройстве Google Glass. Сейчас они также разрабатывают «умные» контактные линзы для измерения уровня глюкозы в слезе, Это должно помочь   диабетикам бороться с болезнью, также станет системой, предупреждающей, что уровень сахара в крови достиг  критических показателей. Google уже ведет переговоры с Комиссией по контролю за лекарствами и питательными веществами касательно выхода этой технологии на рынок. Как и в случае с описанными выше «татуировками», это станет неимплантируемым устройством, которое могут  использовать тренеры.

В дополнение к таким «врачебным инструментам», в прошлом месяце было объявлено, что разрабатываются контактные линзы инфракрасного видения для ночного времени. Исследователи из Мичиганского университета объединили два слоя графена - который обычно только поглощает около 2,3 процентов света - с изолятором, чтобы позволило резко повысить инфракрасный сигнал.

 

Использование биосенсоров в анализе на допинг

В отчете о биоанализе и использовании биосенсоров в спортивной медицине и допинг-контроле за 2014 год отмечалось, что биосенсоры могут  способствовать обнаружению веществ из запрещенного списка Всемирного антидопингового агентства. Хотя в статье отмечено, что их применение как  «традиционное» антидопинговое тесто – маловероятно, из-за все еще недостаточной селективности. Особенно это верно в случае «псевдо-эндогенных» соединений, и отсутствия полной информации о потенциальных матричных эффектах в реальных образцах, а поэтому  использование биосенсоров в доппинг-контроле будут обсуждать еще как минимум пару лет. Конечно, мы будем не просто искать биологические жидкости, отличные от мочи, но и/или анализировать естественные. Еще ​​в 2008 году было описаны возможности использования этих инструментов для обнаружения допинга, при этом спортивные власти опасались возникновения новой формы допинга в результате неправильного использования генной терапии. 

рейтинг

1827

просмотров

0

комментариев

порекомендовать друзьям

комментарии

Нет комментариев

Гость

Дорогие друзья! Помните, что администрация сайта будет удалять:

  • Комментарии с грубой и ненормативной лексикой
  • Прямые или косвенные оскорбления героя поста или читателей
  • Короткие оценочные комментарии ("ужасно", "класс", "отстой")
  • Комментарии, разжигающие национальную и социальную рознь