Innovatief zweetanalyseapparaat maakt niet-invasieve gezondheidscontrole mogelijk

Onderzoekers van het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KIST), samen met professor John A. Rogers van Northwestern University, hebben de ontwikkeling aangekondigd van een apparaat voor zweetmonitoring dat geen fysieke activiteit vereist, maar het zweten stimuleert door medicijnen via de huid toe te dienen. In tegenstelling tot eerdere methoden waarbij fysieke activiteit nodig was om zweten op te wekken, dient dit apparaat zweetklierstimulerende medicijnen rechtstreeks via de huid toe.

Zweet bevat biomarkers die diverse gezondheidsproblemen kunnen opsporen, van diabetes tot genetische aandoeningen. Zweetafname, in plaats van bloedafname, geniet de voorkeur van gebruikers omdat het pijnloos is. Voorheen was er echter intensieve fysieke activiteit nodig om voldoende voedingsstoffen of hormonen uit zweet te halen, wat problemen opleverde voor mensen met beperkte mobiliteit.

Ontwikkeling van het apparaat: Het onderzoeksteam ontwikkelde een flexibel apparaat dat medicijnen kan toedienen aan zweetklieren door stroom toe te passen op een hydrogel met de medicijnen. Het apparaat, dat klein en zacht is, kan eenvoudig op de huid worden bevestigd. Zweet dat door het medicijn wordt veroorzaakt, wordt opgevangen in microfluïdische kanalen in het apparaat en geanalyseerd op biomarkers met behulp van biosensoren. Dit maakt de analyse van biomarkers in zweet mogelijk, waardoor tijdrovende ziekenhuisbezoeken voor tests worden verminderd en het risico op besmetting van biomarkers tijdens de tests wordt verminderd, wat de nauwkeurigheid verbetert.

Het door het onderzoeksteam ontwikkelde apparaat werd bevestigd aan baby's met cystische fibrose en de concentratie chloride, een biomarker in zweet, werd bevestigd. De resultaten waren vergelijkbaar met die verkregen met traditionele methoden voor het analyseren van zweet verzameld in ziekenhuizen, met een nauwkeurigheid van meer dan 98%. De stabiliteit van het apparaat op de huid werd ook bevestigd door het meten van de huidtemperatuur en pH-waarden. Omdat cystische fibrose zich voornamelijk manifesteert in de zuigelingentijd, is continue monitoring van de ziekteprogressie en fysieke conditie noodzakelijk. Met dit apparaat kan de monitoring eenvoudig thuis worden uitgevoerd, waardoor de psychische en fysieke stress voor kinderen en hun verzorgers wordt verminderd.

Het nieuwe apparaat helpt bij het uitbreiden van niet-invasieve, op zweet gebaseerde ziektemonitoringtechnologieën bij gezonde volwassenen. Bovendien kan transdermale medicijntoedieningstechnologie niet alleen worden gebruikt om zweten te induceren, maar ook om de snelheid van medicijntoediening aan lokale gebieden zoals huidziekten of wonden te verhogen, waardoor hun genezing wordt versneld.

Dr. Kim Ju-hee van het Bionic Research Center van KIST zei: "Door twee jaar gezamenlijk onderzoek met Northwestern University hebben we niet alleen de problemen van bestaande methoden voor het opwekken van zweet opgelost, maar ook successen geboekt in klinische proeven, waardoor we een stap dichter bij commercialisering zijn gekomen."

Professor John A. Rogers voegde hieraan toe: "We zijn van plan om in de toekomst grootschalige klinische onderzoeken uit te voeren en de resultaten op de markt te brengen, ook bij volwassenen."

Dit onderzoek werd uitgevoerd in het kader van de KIST Major Projects en het Outstanding Young Researcher Program (RS-2023-00211342), ondersteund door het Ministerie van Wetenschap en ICT (minister Lee Jong-ho). De onderzoeksresultaten zijn onlangs online gepubliceerd in de nieuwste editie van het internationale tijdschrift "Biosensors & Bioelectronics" (IF 12.6).

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift ScienceDirect.