Lithium kan de symptomen van bipolaire stoornis en depressie verlichten, als het in de juiste hoeveelheid wordt ingenomen. Te weinig zal niet werken, terwijl te veel gevaarlijke bijwerkingen kan veroorzaken. Om de hoeveelheid van dit medicijn in het lichaam nauwkeurig te controleren, moeten patiënten invasieve bloedonderzoeken ondergaan. Maar vandaag melden wetenschappers de uitvinding van een kleine sensor die lithiumniveaus van zweet op het oppervlak van een vingertop in slechts 30 seconden detecteert, zonder een bezoek aan de kliniek.

De onderzoekers presenteren hun resultaten vandaag op de najaarsbijeenkomst van de American Chemical Society (ACS).

Niet alleen moet lithium in een bepaalde dosering worden ingenomen, maar patiënten hebben vaak moeite om het in te nemen zoals voorgeschreven en kunnen pillen missen. Dus als de medicatie niet lijkt te werken, moeten zorgverleners weten hoeveel medicatie de patiënt daadwerkelijk slikt. Maar de huidige opties voor monitoring hebben belangrijke nadelen. Bloedafnames leveren bijvoorbeeld nauwkeurige resultaten op, maar zijn ingrijpend en tijdrovend. Pillentellers meten ondertussen niet direct de inname van de medicatie. Om deze beperkingen aan te pakken, wendde het team zich tot een andere lichaamsvloeistof.

"Hoewel het misschien niet zichtbaar is, produceert het menselijk lichaam constant zweet, vaak slechts in zeer kleine hoeveelheden", zegt Shuyu Lin, Ph.D., een postdoctorale student-onderzoeker die het werk samen met afgestudeerde student Jialun Zhu presenteert op de ontmoeting. "Kleine moleculen die zijn afgeleid van medicijnen, waaronder lithium, duiken op in dat zweet. We zagen dit als een kans om een ​​nieuw type sensor te ontwikkelen die deze moleculen zou detecteren."

"Met een enkele aanraking kan ons nieuwe apparaat klinisch bruikbare informatie op moleculair niveau verkrijgen over wat er in het lichaam circuleert", zegt Sam Emaminejad, Ph.D., de hoofdonderzoeker van het project, verbonden aan de Universiteit van Californië, Los Angeles. (UCLA). "We werken al met veel op aanraking gebaseerde elektronica, zoals smartphones en toetsenborden, dus deze sensor kan naadloos in het dagelijks leven worden geïntegreerd."

Het ontwerpen van een sensor om lithium te detecteren, bracht echter enkele technische uitdagingen met zich mee. Zweet is over het algemeen slechts in kleine hoeveelheden aanwezig, maar de elektrochemische detectie die nodig is om geladen lithiumdeeltjes te detecteren, vereiste een waterige of waterige omgeving. Om het te leveren, ontwikkelde het team een ​​gel op waterbasis die glycerol bevat. Dit extra ingrediënt zorgde ervoor dat de gel niet uitdroogde en creëerde een gecontroleerde omgeving voor het elektronische gedeelte van de sensor.

Om de lithiumionen op te vangen nadat ze door de gel waren gegaan, gebruikte het team een ​​ion-selectieve elektrode. De accumulerende ionen genereren een verschil in elektrisch potentiaal in vergelijking met een referentie-elektrode. De onderzoekers gebruikten dit verschil om de concentratie lithium in zweet af te leiden. Samen vormen deze componenten een kleine, rechthoekige sensor die kleiner is dan de kop van een punaise en lithium in ongeveer 30 seconden kan detecteren. De sensor bevindt zich nog in de voorbereidende testfase, maar uiteindelijk willen de onderzoekers deze opnemen in een groter, nog te ontwerpen systeem dat visuele feedback geeft aan de zorgverlener of de patiënt.

Na het karakteriseren van de sensor met behulp van een kunstmatige vingertop, rekruteerde het team echte mensen om het te testen, waaronder één persoon die een lithiumbehandelingsregime volgde. De onderzoekers registreerden de lithiumspiegels van deze persoon voor en na het innemen van de medicatie. Ze ontdekten dat deze metingen in de buurt kwamen van die afkomstig van speeksel, waarvan eerder onderzoek heeft aangetoond dat het lithiumniveaus nauwkeurig meet. In de toekomst zijn de onderzoekers van plan om de effecten van lotion en andere huidproducten op de meetwaarden van de sensor te bestuderen.

Deze technologie heeft ook toepassingen buiten lithium. Emaminejad ontwikkelt vergelijkbare op aanraking gebaseerde sensoren om alcohol en paracetamol, een pijnstiller die ook bekend staat als Tylenol, te monitoren, terwijl ze ook de mogelijkheid onderzoekt om andere stoffen te detecteren. De complete detectiesystemen kunnen extra functies bevatten, zoals encryptie beveiligd door een vingerafdruk, of, voor stoffen die vatbaar zijn voor misbruik, een robotsysteem dat medicatie alleen vrijgeeft als de patiënt een laag niveau in hun bloedbaan heeft. + Verder verkennen

Lithium-beeldvormingsmethode zou nieuw licht kunnen werpen op bipolaire stoornis, behandeling