Perangkat Baru Pengontrol Dehidrasi

Ilmuwan menciptakan perangkat terbaru untuk memantau perubahan kimiawi keringat para atlet selama latihan dan aktifitas sepanjang hari.

Kegiatan latihan atau pertandingan bagi seorang atlet akan menguras banyak tenaga. Bahkan, ketika mengalami kelelahan yang amat berat, seorang atlet kerap kesulitan untuk mengembalikan kebugaran tubuh.

Seorang atlet yang telah melakukan aktifitas berat, memang biasanya membutuhkan waktu lama untuk recovery. Karena itu, ilmuwan mencari cara untuk membantu atlet agar fisiknya bisa terjaga dengan baik.

Ilmuwan mengembangkan alat khusus, yakni mikrofluida. Perangkat mikrofluida baru yang dikembangkan ilmuwan dari Northwestern University ini mampu membantu atlet dan meningkatkan rehabilitasi fisik. Alat ini juga mampu merehabilitasi pasien pascastroke.

Secara umum, teknologi mikrofluida adalah ilmu sains yang mempelajari fenomena aliran zat fluida dalam pipa dengan skala mikrometer.

Dalam riset ini, Profesor John A. Rogers dari Northwestern University berkolaborasi dengan banyak mitra termasuk Gatorade, Seattle Mariners, Angkatan Udara AS, dan Shirley Ryan AbilityLab untuk membawa sistem analisis keringat microfluida ini dapat di gunakan secara luas dan terdistribusi secara luas.

Alat ini mengukur biomarker keringat secara akurat dan secara real time sehingga memungkinkan atlet, personel militer, ahli kebugaran, dan lainnya untuk memantau tingkat keringat dan kehilangan elektrolit. Pada akhirnya atlet dapat menghindari terhidrasi, mengisi elektrolit mereka dan tetap di atas performa permainan mereka.

Kemitraan ini bertujuan untuk pengembangan lebih lanjut, menguji dan memvalidasi perangkat Rogers, yang memantau keringat yang hilang dan menganalisis kimia keringat dengan pembacaan visual yang sederhana dan real-time.

Sebelumnya dikembangkan di laboratorium Rogers, alat yang lembut dan fleksibel "duduk" di kulit serta mengukur keringat untuk menentukan bagaimana tubuh merespons latihan. Diluncurkan dari tim Rogers melalui Northwestern's Innovation dan New Ventures Office (INVO), Rogers berencana untuk mengemas perangkat ini dengan nutrisi untuk kesehatan kulit, kosmetik dan produk hidrasi olahraga. Dengan kemungkinan tambahan ini maka perangkat ini diharapkan dapat digunakan dalam pengobatan klinis dan rehabilitasi.

"Gatorade Sports Sciences Institute tahu banyak tentang keringat, dan mereka memiliki protokol pengujian yang sangat ketat untuk mengevaluasi teknologi baru pada ruang lingkup ini (keringat,Red)," kata Rogers.

Sementara itu Lindsay Baker, ilmuwan utama dari Gatorade mengatakan bahwa salah satu misi Gatorade Sports Science Institute selalu membantu para atlet mengoptimalkan kesehatan dan kinerja mereka melalui penelitian dan pendidikan dalam hidrasi dan ilmu olahraga.

"Melalui kemitraan kami dengan Epicore Biosystems, kami mengembangkan cara baru yang menarik untuk mengukur dan memantau keringat, yang dapat membantu kami lebih baik merekomendasikan strategi hidrasi untuk atlet kami," kata Lindsay.

Mulai diperkenalkan pada tahun 2016, desain mikrofluida Rogers telah melalui perjalanan panjang dalam satu tahun terakhir. Desain sebelumnya mengukur hilangnya klorida, glukosa, laktat dan tingkat pH dalam keringat.

Platform baru juga mengkuantifikasi konsentrasi logam berat seperti timbal dan kadar arsen dan urea dan kreatinin. Keratin berhubungan dengan kesehatan ginjal.

Perangkat terbaru juga dapat mengukur kimia ini secara terus menerus secara real time sehingga memungkinkan pemakai untuk memantau bagaimana perubahan kimia keringat mereka selama latihan dan sepanjang hari.

"Perangkat dari tahun lalu dapat menentukan konsentrasi klorida rata-rata selama periode latihan," kata Rogers. "Tapi sekarang kami memiliki perangkat yang mengisi secara berurutan pada waktunya. Ini penting karena variasi dalam biomarker keringat memberikan informasi tingkat kelelahan saat Anda berolahraga. Kami tidak memiliki kemampuan itu sebelumnya," tambah Rogers.

Pengembangan terbaru, bahkan disebut lebih baik dimana atlet tidak perlu menghentikan latihannya untuk menguraikan informasi yang rumit. Sebaliknya, ia dapat memantau level-level yang berubah secara berurutan ini dengan cara sederhana. Selama latihan, keringat mengalir melalui saluran mikroskopis perangkat dan ke dalam kompartemen yang berbeda.

Dalam kompartemen tersebut, reaksi dengan reagen kimia menghasilkan perubahan warna terlihat yang secara kuantitatif berhubungan dengan konsentrasi elektrolit.

"Kebanyakan orang ingin tahu apakah mereka kehilangan banyak klorida, sedikit atau hampir tidak ada," kata Rogers. "Mereka hanya dapat mengamati perangkat dan menentukan apakah tingkat elektrolit mereka tinggi, sedang atau rendah," tambahnya.

Ditulis bersama para ilmuwan di Gatorade Sports Science Institute, penelitian ini dipublikasikan pada jurnal Science Advances.Rogers juga mempresentasikan karyanya di American Association for Advancement of Science (AAAS) dimana Rogers membahas bagaimana teknologinya dapat digunakan untuk membantu merehabilitasi korban stroke.

Fitur unik lain dari platform terbaru ini adalah kemampuan mereka untuk mengukur keringat pengguna selama olahraga air, bahkan ketika sepenuhnya di bawah air. Bahan perekat baru dan desain mikofluida mampu bertahan atau kedap air untuk menangkap dan menganalisis keringat sekaligus mencegah air di sekitarnya memasuki saluran mikroskopis perangkat.

Sistem ini pertama kali digunakan pada triatlon dan sekarang secara rutin digunakan oleh tim renang Northwestern.

"Kami sudah khawatir tentang keringat dan hidrasi pada kinerja kami selama pelatihan dan kompetisi, tetapi sampai sekarang kami tidak punya cara untuk melakukan pengukuran kuantitatif, " kata Jarod Schroeder, ketua tim renang pria Northwestern.

Perangkat mikrofluida dari tim Rogers yang dipasang pada kulit mampu mengukur keringat dan kehilangan elektrolit secara terus menerus, seperti yang terjadi di kolam renang selama berenang, tanpa memiliki dampak buruk pada atlet kami," kata Jarod.

Alat ini juga membantu dokter memantau perbedaan dalam kimia keringat pasien selama proses rehabilitasi. "Sifat yang sangat visual dan dinamis dari perangkat ini memungkinkan dokter kami untuk siap memantau kehilangan keringat dan aktivitas fisik pada pasien yang menjalani rehabilitasi dari gangguan otonom seperti stroke," kata Arun Jayaraman, direktur Lab Max Näder untuk Teknologi Rehabilitasi dan Hasil Penelitian di Shirley Ryan AbilityLab.

nik/berbagai sumber/E-6