Een nieuw type flexibel, draagbare sensor kan mensen met chronische aandoeningen zoals diabetes helpen het ongemak van regelmatige speldenprikbloedonderzoeken te vermijden door in plaats daarvan de chemische samenstelling van hun zweet te controleren.

In een nieuw artikel gepubliceerd in het tijdschrift Biosensoren en bio-elektronica , een team van wetenschappers van de School of Engineering van de University of Glasgow schetst hoe ze een rekbare, draadloos systeem dat de pH-waarde van het zweet van gebruikers kan meten.

Zweet, als bloed, bevat chemicaliën die in het menselijk lichaam worden gegenereerd, inclusief glucose en ureum. Het monitoren van de niveaus van die chemicaliën in zweet kan clinici helpen bij het diagnosticeren en monitoren van chronische aandoeningen zoals diabetes, nierziekte en sommige vormen van kanker zonder invasieve tests waarbij bloed moet worden afgenomen bij patiënten.

Echter, niet-invasief, draagbare systemen vereisen consistent contact met de huid om monitoring van de hoogste kwaliteit te bieden. Huidige systemen zijn gemaakt van stijve materialen, waardoor het moeilijker wordt om te zorgen voor consistent contact, en andere mogelijke oplossingen zoals kleefstoffen kunnen de huid irriteren. Draadloze systemen die Bluetooth gebruiken om hun informatie te verzenden, zijn ook vaak omvangrijk en energieverslindend, die vaak moeten worden opgeladen.

Het nieuwe systeem van het team van de Universiteit van Glasgow is gebouwd rond een goedkoop geproduceerde sensor die pH-waarden kan meten die zich kunnen uitrekken en buigen om beter te passen bij de contouren van het lichaam van gebruikers. Gemaakt van een grafiet-polyurethaan composiet en met afmetingen van ongeveer een vierkante centimeter, het kan tot 53% in lengte worden uitgerekt zonder afbreuk te doen aan de prestaties. Het blijft ook werken nadat het tot 500 keer aan buigingen van 30% is onderworpen, waarvan de onderzoekers zeggen dat het comfortabel op de menselijke huid kan worden gebruikt met minimale impact op de prestaties van de sensor.

De sensor kan zijn gegevens draadloos verzenden, en zonder externe kracht, naar een bijbehorende smartphone-app genaamd 'SenseAble', ook ontwikkeld door het team. De uitzendingen maken gebruik van near-field communicatie, een datatransmissiesysteem dat in veel huidige smartphones wordt aangetroffen en dat het meest wordt gebruikt voor smartphonebetalingen zoals ApplePay, via een rekbare RFID-antenne die in het systeem is geïntegreerd - een andere baanbrekende innovatie van het onderzoeksteam.

Met de smartphone-app kunnen gebruikers de pH-waarden in realtime volgen en werd in het laboratorium gedemonstreerd met behulp van een chemische oplossing die door de onderzoekers is gemaakt en die de samenstelling van menselijk zweet nabootst.

Het onderzoek werd geleid door professor Ravinder Dahiya, hoofd van de Bendable Electronics and Sensing Technologies (BEST) groep van de School of Engineering van de University of Glasgow.

Professor Dahiya zei:"Menselijk zweet bevat veel van dezelfde fysiologische informatie als bloed, en het gebruik ervan in diagnostische systemen heeft het grote voordeel dat de huid niet hoeft te worden gebroken om tests uit te voeren.

"Nu we hebben aangetoond dat ons rekbare systeem kan worden gebruikt om de pH-waarden te controleren, we zijn al begonnen met aanvullend onderzoek om de mogelijkheden van de sensor uit te breiden en er een completer diagnostisch systeem van te maken. We zijn van plan om sensoren toe te voegen die glucose kunnen meten, ammoniak en ureum, bijvoorbeeld, en uiteindelijk zouden we graag zien dat een systeem de komende jaren marktrijp is."