[ca] El camp de la medicina esportiva exigeix tecnologies avançades per a monitorar paràmetres fisiològics i prevenir lesions, deshidratació, enrampades i hiponatrèmia entre els atletes. Recentment s'ha prestat especial atenció a la detecció de biomarcadors mitjançant mètodes analítics no invasius, sent la suor un fluid biològic molt adequat per la seva fàcil accessibilitat i el seu ric contingut en biomarcadors. L'ús de plataformes analítiques portàtils que integren sensors electroquímics i components fluídics basats en capil·laritat permet el monitoratge continu i en temps real de la composició de la suor, amb diversos electròlits com Na+, Cl- i K+, metabòlits com a glucosa i lactat, i hormones com el cortisol com a objectiu principal. S'ha demostrat que el contingut de la suor està relacionat amb la deshidratació, l'estrès, la intensitat de l'exercici i la fatiga. No obstant això, en el desenvolupament de dispositius portàtils persisteixen problemes com la les adsorcions no específiques i problemes de brutícia a causa de la mostra, la sensibilitat, la flexibilitat, l'estabilitat i la recollida de mostra. Factors com l'evaporació de la suor, la contaminació de la pell i la variabilitat en la composició compliquen encara més la precisió de les anàlisis. En aquest context, aquesta tesi se centra en el desenvolupament d'una plataforma portàtil flexible per al monitoratge continu de diversos biomarcadores de la suor. Inclou el desenvolupament i la caracterització exhaustiva de sensors potenciométricos basats en transistors d'efecte de camp sensibles a ions (ISFET) per a la mesura de pH, Na+, K+ i Cl-. A més, es produeix un elèctrode de referència d'estat sòlid, clau per a la integració d'aquests sensors en la plataforma portàtil, en un xip que conté un elèctrode de platí de pel·lícula prima. S'avalua la integració del sensor i l'elèctrode de referència juntament amb un sensor de temperatura i components fluídics en una petita plataforma flexible. S'exploren diferents arquitectures fluídiques per a permetre el monitoratge de mostres en temps real i a baixa velocitat de flux, avaluant diferents materials i dissenys geomètrics en condicions que s'assemblen a l'ús pràctic. Finalment, el prototip de sensor portàtil s'avalua en estudis clínics realitzats amb subjectes que realitzen sessions de ciclisme d'alta intensitat en un entorn controlat de l'Hospital Universitari de Lausana. El rendiment els sensors basats en ISFET en el cos es compara amb el d'elèctrodes selectius d'ions (ISE) comercials utilitzant mostres discretes recollides periòdicament durant les sessions de ciclisme. S'eluciden algunes tendències que poden correlacionar-se amb les condicions de l'atleta i que evidencien l'aplicació pràctica de la plataforma presentada per al monitoratge de biomarcadors en el cos.

[en] The field of sports medicine demands advanced technologies to monitor physiological parameters, prevent injuries, dehydration, cramping, and hyponatremia among athletes. Recent focus has been put on the detection of biomarker using non-invasive analytical approaches, with sweat being a highly suitable biological fluid due to its easy accessibility and rich biomarker content. The use of wearable analytical platforms integrating electrochemical sensors and capillary-driven fluidic components enables continuous, real-time monitoring of sweat composition, with several electrolytes such as Na+, Cl-, and K+, metabolites such as glucose, lactate, and hormones such as cortisol being primarily targeted. Their sweat content has been show to related to dehydration, stress, exercise intensity, and fatigue events. However, challenges like biofouling, sensitivity, flexibility, stability, and sample collection persist in wearable device development. Factors such as sweat evaporation, skin contamination, and variability in composition further complicate accurate analysis. In this context, this thesis focuses on the development of a flexible wearable platform for continuous monitoring of various sweat biomarkers. It involves the development and comprehensive characterization of Ion-Sensitive Field-Effect Transistors (ISFETs) potentiometric sensors for pH, Na+, K+ and Cl- concentrations. Additionally, a solid-state reference electrode, key for the integration of such sensors onto the wearable platform, is successfully fabricated onto a thin-film platinum electrode chip. The sensor and reference electrode integration along with a temperature sensor and capillary-driven fluidic components into a small flexible platform, is assessed. Different fluidic architectures are explored to enable real-time, low-flow-rate sample monitoring, evaluating different materials and geometric designs under conditions resembling practical use. Finally, the wearable sensing prototype is evaluated on-body in clinical studies carried out with subjects performing high-intensity cycling sessions in a controlled environment in Lausanne University Hospital. The ISFET sensor on-body performance is compared to that of commercial Ion Selective Electrodes (ISEs) using with discrete samples periodically collected during the cycling sessions. Some trends are elucidated that can be correlated with the athlete's conditions and that evidence the practical application of the presented platform for on-body monitoring of biomarkers.