Interstitiële vloeistof is een belangrijk onderdeel van de vloeibare omgeving in het lichaam en vult de ruimtes tussen de lichaamscellen. In tegenstelling tot, bloed circuleert alleen in de bloedsomloop van het lichaam en is samengesteld uit bloedcellen en het vloeibare deel van het bloed, plasma. Beide vloeistoffen bevatten speciale componenten die biomarkers worden genoemd, die waardevolle indicatoren zijn voor de lichamelijke gezondheid. Deze biomarkers omvatten verschillende soorten moleculen zoals eiwitten, hormonen of DNA, en kan ook medicijnen en metabolieten omvatten.

Bij het bewaken van de gezondheid van de patiënt, de standaardbron voor het meten van biomarkers is bloed. Monsters worden getrokken door veneuze punctie, meestal van de onderarm of van de aderen in de hand. Af en toe zijn er problemen bij het afnemen van bloed wanneer de aderen kunnen instorten, of wanneer ze erg klein of moeilijk te vinden zijn. Er kunnen zich nog andere problemen voordoen wanneer de aderen "rollen" of heen en weer bewegen. En zoals bij elke procedure waarbij een wond aan de huid betrokken is, er is altijd het risico van infectie die wordt geïntroduceerd. De problemen worden verergerd wanneer patiënten in de loop van de tijd meerdere monsters moeten indienen.

Om deze problemen te omzeilen, en om verbeteringen aan te brengen in de monitoring van de patiëntgezondheid, wetenschappers hebben zich tot alternatieve bronnen gewend voor het verkrijgen van monsters voor het testen van biomarkers. De interstitiële vloeistof is hiervoor een ideale keuze. Het biedt een voordeel ten opzichte van bloed omdat het een reservoir is voor bepaalde plaatsspecifieke medicijnen en medicijnen in een meer actieve toestand. En het is een rijke bron van biomarkers, metabolieten en therapeutische geneesmiddelen, gevonden in overvloed net onder de buitenste laag van de huid. Om deze redenen, onderzoekers hebben manieren bedacht om toegang te krijgen tot deze bron.

Een methode waar recentelijk veel aandacht aan is besteed, is het gebruik van micronaaldpleisters. Dergelijke pleisters zijn vervaardigd uit vloeistofabsorberende materialen die tot een pleister zijn gegoten, met een reeks kleine micronaalden van ongeveer 600 micrometer lang, ongeveer de lengte van een korrel zout. De pleister wordt vervolgens gedurende een bepaalde tijd rechtstreeks op de huid aangebracht, interstitiële vloeistof wordt in de pleister gezogen, en de pleister wordt vervolgens verwijderd en verwerkt om de vloeistof te verzamelen.

Een onderzoeksteam onder leiding van Ali Khademhosseini, doctoraat, de directeur en CEO van het Terasaki Instituut, die voorheen directeur was van de Universiteit van Californië, Los Angeles (UCLA) Centrum voor minimaal invasieve therapieën, hebben zo'n patch bedacht en geoptimaliseerde omstandigheden voor zijn prestaties. Deze micronaaldpleister maakt gebruik van een gel gemaakt van een stof genaamd gelatinemethacryloyl (GelMA), een hydrogel met hoog absorberend vermogen en aantoonbare sterkte. Deze stof is bij eerder gebruik gekozen vanwege deze kwaliteiten boven andere materialen, evenals voor de biocompatibiliteit en het vermogen om de samenstelling aan te passen om de prestaties te optimaliseren.

De gel werd gevormd tot een pleister met een reeks vaste-gel-micronaalden op één zijde. Het Terasaki-team heeft uitgebreide tests uitgevoerd om de optimale gelconcentratie te bepalen, mate van gelverknoping en verknopingstijd die nodig is om een ​​pleister te produceren die de beste absorberende eigenschappen biedt, naaldsterkte en huidpenetratie. De effectiviteit van de vloeibare eigenschappen van de patch-gel elimineert ook de noodzaak voor de fabricage van holle naalden, wat de productie vereenvoudigt.

Het team deed vergelijkende onderzoeken naar geneesmiddel- en glucosespiegels gemeten uit monsters die waren geëxtraheerd met de GelMA-pleister versus bloed dat op conventionele wijze was verzameld en de resultaten waren zeer vergelijkbaar. Er was ook een verbetering in het vloeistofvolume dat werd opgevangen met de GelMA-pleister ten opzichte van andere micronaaldpleisters.

"Het is belangrijk om monsters van patiënten op een niet-invasieve manier te verzamelen, vooral in het COVID-tijdperk, " zegt Dr. Khademhosseini. "We zijn enthousiast over de micronaalden die hier zijn ontwikkeld, omdat ze snelle manieren openen om patiëntenmonsters op een eenvoudige en pijnloze manier te verzamelen."

De GelMA-patch ontwikkeld door het Terasaki Institute levert een verbetering in ontwerp, kosteneffectiviteit gemakkelijke productie, en gemak; zijn unieke kwaliteiten werden onlangs genoemd als de cover van een recent nummer van Klein .