Onderzoekers hebben een flexibele, draadloze sensor die op de huid wordt gedragen en die de pH van het zweet van de drager in realtime bewaakt. Ontwikkeld in de loop van het door de EU gefinancierde project CONTEST, het apparaat is een opstap naar het elimineren van invasieve bloedtesten bij het bewaken van chemische niveaus in het lichaam.

Het monitoren van chronische aandoeningen zoals diabetes en nierziekte omvat momenteel het afnemen van bloed uit het lichaam van de patiënt. Echter, de in het bloed geteste stoffen zoals glucose en ureum komen ook voor in zweet. "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, " zegt prof. Ravinder Dahiya, een van de projectcoördinatoren, in een nieuwsbericht van de Universiteit van Glasgow. Met een effectieve zweetbewakingssensor, pijnlijke speldenprikbloedonderzoeken zouden daardoor mogelijk tot het verleden kunnen behoren. Maar alleen als het apparaat dat de niveaus van deze stoffen in zweet meet, ook is ontworpen met het comfort van de gebruiker in gedachten.

Een praktisch alternatief bieden voor de stijve materialen die worden gebruikt in de huidige niet-invasieve draagbare systemen, De pH-sensor van het CONTEST-team kan uitrekken en buigen om zich aan de contouren van het lichaam van de gebruiker aan te passen en is daarom comfortabeler om te dragen. De kenmerken ervan worden beschreven in een artikel dat in het tijdschrift is gepubliceerd Biosensoren en bio-elektronica .

De sensor is 1 cm2 rekbaar, draadloos systeem waarvan de pH-meetelektrode is gemaakt van een nieuw grafiet-polyurethaancomposiet. Dankzij een paar serpentijnvormige verbindingsstukken, de sensor kan tot 53% uitrekken en toch goed presteren. Tests hebben ook aangetoond dat het bestand is tegen 30% tot 500 keer uitgerekt.

Het apparaat heeft een snelle en stabiele responstijd voor zweet-pH-waarden tussen 5 en 9, resultaat binnen 8 s. Bovendien, stoffen zoals natrium, kalium en glucose die aanwezig zijn in zweet hebben bijna geen invloed op de prestaties van de pH-sensor.

De draadloze sensor van de ingenieurs heeft nog een bijkomend voordeel. Terwijl traditionele draadloze systemen die gegevens verzenden via Bluetooth vaak omvangrijk zijn en vaak moeten worden opgeladen, de nieuwe sensor kan zijn gegevens verzenden zonder externe voeding te gebruiken. De pH-gegevens worden verzonden naar een bijbehorende smartphone via een rekbare radiofrequentie-identificatieantenne, die goed presteert zolang de sensor onder 20% belasting staat. De gegevens worden continu verzonden naar een smartphone-app genaamd SenseAble, waarmee gebruikers hun pH-waarden in realtime kunnen volgen.

Nadat het vermogen van de sensor om pH-niveaus te meten is aangetoond, het team is nu begonnen met onderzoek om de diagnostische mogelijkheden uit te breiden. "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 in de komende jaren klaar is voor de markt, " zegt prof. Dahiya.

CONTEST (Collaborative Network for Training in Electronic Skin Technology) leidde jonge onderzoekers op in het ontwerpen, fabricage, karakterisering en gebruik van e-skins. Het project onderzocht manieren om sensoren te integreren op flexibele substraten met behulp van organische en anorganische halfgeleidende materialen. Er is ook onderzoek gedaan naar de toepassing van e-skin in robot- en mens-omgevingsinterfaces. Een innovatief resultaat was het nieuwe gebruik dat werd gevonden voor e-skin als pijnsensor.