D2PATCH: Pegat Digital d'un sol ús per a la monitorització de la deshidratació

En els darrers anys s’han popularitzat els dispositius portables o wearables i actualment, els dispositius que analitzen paràmetres físics (ritme cardíac, pressió sanguínia, ritme de respiració, activitat física entre altres) tenen una alta penetració de mercat. L´any 2017 només el mercat dels rellotges per fitness o smartwatches va generar xifres de negoci superiors als 10.000 milions d´Euros´ Ara bé, la informació que proporcionen aquests dispositius de l´estat de salut de l´usuari és limitada. Per això la propera generació de wearables es planteja obtenir moltes mes dades a partir de la mesura de paràmetres bioquímics en els diferents fluids presents al cos humà. En aquest sentit, hi ha un gran interès en analitzar la suor, un fluid biològic de fàcil accessibilitat i de composició complexa que pot aportar informació molt rellevant. Un paràmetre important que actualment es mesura a través de la suor és la deshidratació de l´individu. La mesura es realitza mitjançant la mesura de la conductivitat de la suor amb un equip de sobretaula abans i després de realitzar un esforç físic rellevant. No obstant, aquesta mesura no permet preveure episodis de deshidratació durant l´activitat física, donant lloc a episodis de marejos, pèrdua de consciència o atac de cor provocat per la pèrdua de sodi severa a través de la suor. Actualment hi ha diverses iniciatives empresarials que estan desenvolupant dispositius de monitorització continua (Kenzen, GE). Totes elles es basen en un sistema basat en un sensor d´un sol us selectiu als ions més comuns de la suor (Na+, K+), un mòdul electrònic reutilitzable que conte un sistema de processat del senyal, xip de comunicació Bluetooth i una bateria de botó. Aquests sistemes encara no es troben a la venta i es preveu que tot i l´interès, la seva sofisticació els comporti un elevat cost d´entrada. El que proposa D2PATCH es abordar el monitoratge de l´estat d´hidratació en proves de alt desgast com les maratons o els trails amb pegat intel·ligent d´un sol ús i de cost potencialment molt més baix que les solucions actuals´ La prova de concepte (TRL3), que s´ha desenvolupat dins del marc d´un projecte ERC, proposa un nou paradigma de sensat on una bateria de paper fa a la vegada de font d´energia i de sensor de conductivitat, aconseguint fusionar dos components que tradicionalment van separats en un de sol´ La bateria de paper té una configuració molt simple, ja que està formada per dos elèctrodes (ànode i càtode) units per un material hidrofílic (paper) que quan s´impregna de suor, actua d´electròlit. Com més conductora és la suor, és a dir, com més ions conté, més energia genera aquesta bateria. L´energia es pot traslladar a un voltatge tot connectant una resistència a la bateria, pel que s´obté un sensor de conductivitat molt senzill que es pot operar amb un circuit electrònic molt simple. Per tal de demostrar-ne la seva operativitat, la bateria es va utilitzar per a desenvolupar un pegat capaç de discriminar un valor llindar de conductivitat de suor sintètica comercial amb una mesura puntual, apuntant a una possible aplicació al cribratge de fibrosi quística. Degut a la reduïda quantitat de components electrònics utilitzats, l´ús de metalls no contaminants i a la seva manufacturabilitat a gran escala amb electrònica impresa, el pegat es podia llençar sencer després del seu ús amb un impacte mediambiental molt reduït. El prototip es va presentar a un concurs organitzar per l´associació d´electrònica orgànica europea (OE-A) a un fira de referència d´electrònica impresa (LOPEC) i va rebre el premi a la categoria de millor prototip/nou producte 2018 (http://www.oea. org/article/-/articleview/590685). Aquest projecte aborda la implementació d´un pegat adhesiu, flexible i lleuger que mesuri i emmagatzemi l´estat d´hidratació dels esportistes en curses durant períodes de fins a 3-4 hores´ L´estat d´hidratació del corredor i la seva marca temporal s´enregistraran als punts de lectura de radiofreqüència habilitats al llarg de tot el circuit, de manera que sigui possible detectar episodis de deshidratació abans que tinguin conseqüències severes´ Per això caldrà realitzar avenços tècnics a nivell microfluídic (per a gestionar l´excreció continuada de suor) així com incorporar un mòdul RFID comercial de baix cost que inclogui processat del senyal de la bateria, xip de memòria i comunicació amb un lector RF actiu extern. Per tal d´assolir un TRL5 es duran a terme proves de camp en esportistes amateurs amb la identificació de la zona corporal òptima per a l´emplaçament del pegat i la validació in situ de la col·lecció continua de suor en períodes llargs´ El projecte també preveu realitzar una validació del model de negoci d´aquest desenvolupament per tal d´anar perfilant-ne les prestacions finals i fer previsions més acurades pel que fa al mercat objectiu al que va dirigit. Si aquestes etapes s´assoleixen amb èxit, l´equip promotor del projecte crearà una spin-off a través de la qual impulsarà les etapes posteriors necessàries per a arribar al mercat.

D2PATCH: Pegat Digital d'un sol ús per a la monitorització de la deshidratació / 2018 PROD 00181

OT1: Promoure el desenvolupament tecnològic, la innovació i una investigació de qualitat

Aquest projecte està cofinançat pel Fons Europeus de Desenvolupament Regional (FEDER) de la Unió Europeaen el marc del Programa operatiu FEDER de Catalunya 2014-2020 amb un ajut de 88.375 €