Dispositivi Indossabili Orientati alla Salute Sempre più Viabili grazie ai Recenti Progressi

Il mercato dei dispositivi indossabili è in forte crescita. Le spedizioni globali di unità indossabili quest’anno hanno già raggiunto il traguardo di 560 milioni fino ad ora. I ricavi derivanti dalla vendita di questi dispositivi stanno per raggiungere i US$75 miliardi. Il ricavo medio per utente (ARPU) dei dispositivi per il benessere è già superiore a US$82,5. Il fatto che l’ARPU degli indossabili sia già più alto dell’ARPU del latte, che arriverà a US$61 nel 2029, dà un’idea di quanto siano diffusi gli indossabili nel nostro mondo attuale!

Una delle ragioni per cui gli indossabili sono diventati così popolari è la loro utilità in ambito sanitario. Rispondono allo spazio e alla portata creati dalla crescente consapevolezza sulla gestione dello stile di vita e sull’assistenza sanitaria domiciliare. 

Soddisfa le esigenze che si sono evolute intorno a noi con la crescente consapevolezza dei benefici della sanità preventiva.

Le aziende di tutto il mondo stanno investendo in R&D per produrre soluzioni innovative che possano soddisfare le esigenze di un ampio segmento di persone nei paesi sviluppati e nei mercati emergenti. Nella sezione seguente, discuteremo una di queste soluzioni che ha un grande potenziale nello sviluppo di sensori di movimento indossabili, morbidi e leggeri, per scopi sanitari.

Sviluppare un Gel Elettret che possa trattenere stabilmente una grande carica elettrostatica

Un team di ricercatori del NIMS, dell’Università di Hokkaido e dell’Università Farmaceutica Meiji ha ideato ungel elettret che può trattenere stabilmente una grande carica elettrostatica. Il team ha poi combinato questo gel con elettrodi altamente flessibili. 

Il risultato è stato un sensore in grado di percepire vibrazioni a bassa frequenza — generate dal movimento umano — e convertirle in segnali di tensione in uscita.

Dal punto di vista dei materiali, il team di ricerca ha sviluppato un gel alkyl–π aggiungendo una traccia di un gelatore a basso peso molecolare a un liquido alkyl–π. L’aggiunta ha permesso di ottenere un gel il cui modulo di immagazzinamento elastico era 40 milioni di volte più grande rispetto al suo corrispettivo liquido. Inoltre, il gel-elettret ottenuto caricando questo gel ha raggiunto un aumento del 24 % nella ritenzione della carica rispetto al materiale di base, grazie al miglior confinamento delle cariche elettrostatiche.

Una volta che il team ha creato elettrodi flessibili con il gel-elettret per realizzare un sensore di vibrazione, il sensore risultante è stato in grado di percepire vibrazioni con frequenze anche di 17 Hz e convertirle in una tensione di uscita di 600 mV — 83 % più alta rispetto alla tensione generata da un sensore basato su un elettret liquido alkyl–π.

I ricercatori credono che la soluzione ottenuta alla fine della ricerca possa aiutare a sviluppare sensori indossabili in grado di rispondere a vibrazioni sottili e a varie deformazioni di tensione. Tuttavia, potrebbe richiedere alcuni miglioramenti nelle caratteristiche dell’elettret di carica del gel, inclusa la capacità di carica, la durata della carica e la resistenza del gel alkyl–π. Poiché il gel è riciclabile, può anche essere riutilizzato come materiale per sensori di vibrazione al fine di migliorare l’efficienza dei costi del processo.

Come questa invenzione che potrebbe favorire lo sviluppo di indossabili per la salute, diversi dispositivi indossabili hanno già facilitato le nostre iniziative quotidiane di prevenzione sanitaria domestica. Nelle sezioni successive, esamineremo alcuni di questi esempi. 

Come la Tecnologia Sanitaria Indossabile Consente agli Individui di Assumersi una Maggiore Responsabilità per la Loro Salute e Cura

Una ricerca che ha analizzato 1585 record unici per comprendere limpatto degli indossabili sul progresso dell’assistenza sanitaria ha scoperto che gli indossabili possono dare potere agli individui assistendoli nella diagnosi, nel cambiamento comportamentale e nell’auto-monitoraggio. 

Ha preso in particolare in considerazione prodotti consumer noti come gadget per il benessere, come gli smartwatch di Apple (AAPL ), i tracker di attività di Fitbit e dispositivi medici specializzati in grado di rilevare i livelli di elettroliti e di analizzare il sangue per cellule tumorali. Nelle sezioni seguenti, esamineremo alcuni di questi dispositivi. 

Apple Smartwatches

Apple Smartwatches si occupano degli aspetti di fitness e salute nei modi più coinvolgenti e intuitivi possibili. Nel fitness, registra con precisione tutte le metriche desiderate, inclusi le zone di frequenza cardiaca, il raggiungimento di obiettivi temporali specifici con un marcatore, e i parametri di allenamento a intervalli con workout personalizzati. 

Per quanto riguarda la salute, l’orologio può generare un ECG simile a un elettrocardiogramma a singolo canale. Avvisa gli utenti riguardo agli elettrocardiogrammi e li notifica di frequenze cardiache alte e basse così come di ritmi cardiaci irregolari.

L’orologio aiuta anche a mantenere una routine notturna e a monitorare il sonno, consentendo agli utenti di osservare il tempo trascorso nelle fasi REM, core e deep del sonno. Inoltre, questi smartwatch offrono preziose informazioni sul ciclo mestruale e sulla salute mentale.

Fitbit by Google

Fitbit è sia nel dispositivi indossabili e servizi di monitoraggio della salute basati su app. I suoi dispositivi indossabili includono smartwatch, tracker e bilance. Fitbit afferma che i suoi tracker hanno prodotto la frequenza cardiaca più accurata finora. Il Fitbit Aria Air è una bilancia intelligente facile da usare che mostra il peso dell’utente e lo sincronizza con l’app Fitbit, consentendo agli utenti di vedere il loro BMI e monitorare le tendenze nel tempo.

Wearables Detecting Electrolyte Levels

La rivista Nature ha pubblicato una revisione completa di sensori di sudore indossabili che consentono una rilevazione continua, in tempo reale e non invasiva degli analiti del sudore. Questi sensori forniscono approfondimenti sulla fisiologia umana a livello molecolare. La revisione della ricerca afferma che questi dispositivi hanno suscitato “una notevole attenzione per le loro promettenti applicazioni nel monitoraggio sanitario personalizzato”.

I migliori sensori di sudore indossabili includono sensori elettrochimici. Offrono alte prestazioni a basso costo, e le loro caratteristiche di miniaturizzazione ne aumentano la vasta applicabilità. La compatibilità dei sensori di sudore elettrochimici indossabili è notevolmente migliorata recentemente grazie agli ultimi sviluppi nella multi-fluidica morbida, nel biosensing multiplex, nei dispositivi di raccolta energia, nella tecnologia e nei materiali.

Wearable Devices That Capture and Remove Tumor Cells 

Cinque anni fa, nel 2019, sono emersi rapporti su un nuovo dispositivo indossabile in grado di catturare e rimuovere le cellule tumorali circolanti nel flusso sanguigno. Il gadget di filtrazione del sangue potrebbe diagnosticare e forse trattare il cancro metastatico negli esseri umani. 

Quando il sangue prelevato da una vena veniva pompato attraverso il dispositivo, poteva catturare le cellule tumorali e reinfondere il sangue nel corpo. Oltre a fungere da trattamento oncologico che filtra le cellule tumorali, la macchina potrebbe anche operare come strumento diagnostico stimando il numero di cellule tumorali circolanti nel sangue e aiutando a caratterizzare il tumore da cui provengono. 

Sunitha Nagrath, professoressa associata di ingegneria chimica presso l’Università del Michigan che ha co-autore della ricerca, ha dichiarato sul potenziale del dispositivo indossabile:

“C’è ancora molta strada da fare, ma alla fine, potrebbe essere usato in un contesto in cui i pazienti con cancro in fase precoce che stanno subendo un intervento chirurgico [per rimuovere i tumori] potrebbero indossare questo dispositivo e rimuovere quante più cellule tumorali possibile dal loro sangue.”

Mentre la ricerca su nuove soluzioni e tecnologie continuava, molte aziende sono emerse con un focus specifico sugli indossabili per la salute. 

#1. Stryker

Stryker è una delle principali aziende di tecnologia medica al mondo. Le sue soluzioni mediche basate sulla tecnologia toccano la vita di oltre 150 milioni di pazienti ogni anno. Con sede a Kalamazoo, Michigan, Stryker è presente nel settore med-tech dal 1941. Tenendo il passo con i tempi, l’azienda ha inventato numerosi dispositivi indossabili per la salute e la gestione delle cure.

Ad esempio, MotionSense® di Stryker con OrthoLogIQ® è un dispositivo indossabile di monitoraggio terapeutico remoto che aiuta a guidare e potenziare i pazienti durante il recupero da una sostituzione del ginocchio. Il dispositivo invia le informazioni sul recupero del paziente direttamente al chirurgo e al team di cura, consentendo di personalizzare il recupero del paziente mediante esercizi di fisioterapia su misura. Le metriche che il dispositivo cattura includono i punteggi del dolore, l’ampiezza di movimento, le immagini delle ferite, i passi giornalieri, ecc.

Nel gennaio 2022, Stryker ha annunciato unaccordo definitivo per acquisire Vocera Communications. Durante l’acquisizione di Vocera, Kevin Lobo, presidente e CEO di Stryker, ha dichiarato quanto segue:

“Vocera aiuterà Stryker ad accelerare significativamente le nostre ambizioni digitali per migliorare la vita di caregiver e pazienti.”

L’acquisizione di Vocera è stata davvero un passo cruciale per rafforzare la leadership di Stryker nello spazio dei dispositivi indossabili per la salute. È stato Vocera a introdurre il nuovo Minibadge, un dispositivo indossabile, guidato dalla voce, che ha permesso ai lavoratori mobili di comunicare completamente a mani libere.

Questo piccolo e leggero dispositivo può integrarsi con molteplici sistemi clinici e operativi, ampliando le soluzioni di comunicazione e collaborazione per i lavoratori in prima linea nella sanità e in altri ambienti critici. Per gli utenti, offre flessibilità aggiuntiva lavorando in congiunzione con le app per smartphone di Vocera, rendendo veloce e semplice per gli utenti alternare tra dispositivi mobili per soddisfare le loro esigenze comunicative in tempo reale.

Secondo il suoscheda informativa del rapporto completo 2023, Stryker ha registrato 20,5 miliardi di dollari di vendite globali e 1,4 miliardi di dollari in investimenti R&D. L’azienda conta quasi 13.000 brevetti globali e serve pazienti in quasi 75 paesi. 

#2. Medtronic

Un’altra nota azienda med-tech che ha consolidato la sua posizione nel segmento della tecnologia sanitaria indossabile è Medtronic. Una delle soluzioni più popolari che Medtronic offre in questo ambito è ilBioButton indossabile multi-parametro, un dispositivo di grado medico progettato per il monitoraggio continuo dei segni vitali della temperatura cutanea, della frequenza respiratoria a riposo e della frequenza cardiaca a riposo, insieme a un’ampia gamma di altri biomarcatori.

Il dispositivo riduce la necessità di raccogliere manualmente i segni vitali e il tempo di documentazione, offrendo notifiche clinicamente azionabili senza indurre affaticamento da allarme nell’utente. Ha migliorato la soddisfazione dei pazienti riducendo i controlli notturni che disturbano i pazienti ed eliminando la necessità di scollegarsi da un monitor al letto per alcuni parametri.

Dispositivi come BioButton hanno implicazioni più ampie che vanno oltre la soddisfazione delle esigenze sanitarie individuali e aggiungono valore alla società. Ad esempio, il monitoraggio remoto continuo dei pazienti – tramite indossabili – sul reparto medico-chirurgico può consentire interventi più tempestivi mediante l’identificazione precoce di tendenze fisiologiche avverse nei pazienti.

Ciò porta a degenze ospedaliere più brevi, meno ricoveri non programmati in terapia intensiva, una ridotta necessità di attivare i team di risposta rapida e una diminuzione dei tassi di complicanze. Da una prospettiva ancora più ampia, l’uso di tali dispositivi può ridurre la mortalità.

Come Stryker, anche Medtronic ha adottato strategie di crescita inorganica per soddisfare le esigenze della sanità potenziata da indossabili. Ad agosto 2022, l’azienda ha stipulato una partnership strategica conBioIntelliSense, una società di monitoraggio continuo della salute e intelligenza clinica, per i diritti esclusivi di distribuzione negli ospedali statunitensi e per 30 giorni post-acuti dall’ospedale a casa del BioButton.

Medtronic ha riportato il fatturato mondiale FY23 di 31,227 miliardi di dollari, una diminuzione dell’1,4 % come riportato e un aumento del 2,1 % su base organica.

Il Futuro degli Indossabili Orientati alla Salute

Il futuro degli indossabili orientati alla salute, come dimostrano i numeri in rapida crescita del mercato, appare ottimista, per non dire altro, per non dire altro. Tuttavia, per rendere le soluzioni più praticabili, sarà necessario superare ulteriori sfide. 

Ad esempio, i dati devono essere il più accurati e affidabili possibile dal punto di vista scientifico, poiché trattano un argomento tanto sensibile quanto la salute umana e la sua cura. 

Un’altra preoccupazione relativa a questi dispositivi è la sicurezza e la privacy dei dati. Questi dispositivi raccolgono informazioni personali sensibili e, pertanto, devono seguire le pratiche di sicurezza più rigorose per garantire che i dati non finiscano nelle mani sbagliate. 

Questi dispositivi sono destinati al monitoraggio continuo, anche quando i pazienti dormono. Una lunga durata della batteria è una necessità imprescindibile per questi dispositivi. Tuttavia, i produttori lavorano costantemente per migliorare la tecnologia delle batterie. 

Affinché questi dispositivi superino la barriera digitale e diventino utili a tutti i ceti economici della società, devono diventare più accessibili, soprattutto nei paesi in cui l’assistenza istituzionale, in termini di ospedali e strutture chirurgiche, è difficile da ottenere. 

Mentre queste sfide persistono, gli indossabili orientati alla salute diventeranno sempre più praticabili nei prossimi giorni, grazie ai loro benefici nella gestione proattiva della salute, alle capacità di rilevamento precoce e prevenzione delle malattie, alle funzionalità migliorate di gestione delle malattie croniche e alle strutture di assistenza sanitaria personalizzata e coinvolgimento del paziente. 

Clicca qui per l’elenco delle principali aziende di monitoraggio sanitario indossabile.