Als mensen zweten, ze geven onbewust een breed scala aan chemicaliën vrij die clinici op niet-invasieve wijze kunnen informeren over alles, van stresshormoonspiegels tot glucose. Maar het is moeilijk voor onderzoekers om deze informatie te verzamelen, tenzij je veel zweet. Opkomende draagbare apparaten die stimulerende gels gebruiken, hebben gezorgd voor een manier om lokaal zweet op het lichaam te induceren. Echter, zweet kan deze gels verdunnen, die hun levensvatbaarheid op lange termijn aantasten.

Een internationaal team van onderzoekers heeft onlangs een nieuw membraan ontwikkeld dat zowel problemen die voortvloeien uit direct huidcontact als zweetverdunning voor zweetbiosensoren verzacht. Zoals besproken in Biomicrofluïdica , het membraan presteert honderden keren beter dan andere methoden en is bestand tegen herhaald gebruik.

"Het dagelijkse gebruik van zweet-biosensing is aan de horizon, maar eerst moeten we een paar problemen oplossen, inclusief het verkrijgen van bruikbare monsters wanneer patiënten zich niet inspannen, zei Philip Simmers, een auteur op papier. "Gecontroleerde dosering is erg belangrijk voor de medische gemeenschap."

Iontoforetische apparaten - die op het membraan van het team zouden trekken - werken door een kleine spanning over de huid aan te brengen om een ​​geladen medicijn door de epidermis te leiden. De meeste apparaten voor zweetstimulatie gebruiken een stimulerend middel dat in hoge concentraties wordt opgelost in een hydrogel om ervoor te zorgen dat de dosering kan worden gehandhaafd.

Hoewel stimulerende middelen zoals carbachol nuttig zijn omdat het lichaam ze langzaam metaboliseert, ze kunnen niet specifiek gericht zijn op zweetklieren en vormen een potentieel risico als een extra stimulerend middel in het lichaam komt. Wanneer het stimulerende middel de zweetproductie activeert, de resulterende melange van hydrogel en zweet maakt het niet alleen moeilijk voor het stimulerende middel om de huid te bereiken, maar ook voor de biosensor om het zweet nauwkeurig af te lezen.

"Een van de grootste uitdagingen was dat wanneer we zweten, we verliezen actief analyten aan de gel, wat een probleem is dat niet is aangepakt, ' zei Simmers.

Simmers en zijn team construeerden eerst een in vitro model om te bepalen welke commercieel beschikbare filtratiemembranen het meest geschikt waren om de passieve diffusie van carbachol te beperken. Ze ontdekten dat de beste membranen poriën op nanoschaal hadden en na 24 uur meer dan 90 procent van hun aanvankelijke stimulerende concentratie vasthielden. terwijl het slechts een minimale hoeveelheid zweet doorlaat.

De groep bracht deze technologie vervolgens over naar zelfklevende pleisters ter grootte van een dubbeltje en testte ze op patiënten. Met behulp van broomfenolblauwe kleurstof en siliconenolie die van kleur verandert in aanwezigheid van zweet, ze konden bevestigen dat de poriën op nanoschaal die eerder tijdens hun in vitro-experimenten werden geïdentificeerd, nog steeds een gecontroleerde dosering konden leveren die de menselijke zweetreactie veroorzaakte, wat aantoont dat het membraan het zweet effectief isoleerde van het stimulerende middel.

Volgende, de groep hoopt hun bevindingen op te nemen in een draagbaar biosensing-prototype dat ze al hebben ontwikkeld. Simmers zei dat hij hoopt dat de bevindingen van het artikel ook de interesse zullen wekken in hoe membraanmaterialen voor dergelijke apparaten beter kunnen worden geproduceerd.