Slimme pleister analyseert zweet en controleert gezondheid
Activiteitsmeters die het aantal stappen meten die hun drager aflegt of zijn hartritme controleren, bestaan al langer. Nu is er een pleister of huidzegel die in staat is om de biomarkers (elektrolyten, metabolieten, eiwitten, aminozuren, enz.) te meten die aanwezig zijn in het zweet van iemand die een inspanning levert en die informatie door te sturen naar een smartphone, zodat de persoon zijn gezondheid in real time kan beoordelen.
Op termijn zou dat 'flexibele microfluïde apparaat', zoals de Amerikaanse ontwikkelaars het noemen, bloedafnamen kunnen vervangen.
Maar hoe werkt het? De flexibele, uitrekbare pleister die vol elektronica zit en voor een inspanning op de huid van de voorarm of de rug gekleefd wordt, is in werkelijkheid een klein laboratorium dat een elektronisch circuit omvat, een antenne, een controlechip en microfluïde papier. Dat papier is vergelijkbaar met wat in zwangerschapstests wordt gebruikt en is in de vorm van boomwortels georganiseerd, om de zone van opname zo groot mogelijk te maken. Om verzadiging te voorkomen en een stroom van zweet mogelijk te maken gedurende een bepaalde periode, wordt het zweet opgevangen door een sterk absorberende hydrogel.
Tijdens een inspanning loopt het zweet door minuscule kanaaltjes op het oppervlak van de kleefzegel, en wordt zo naar vier cirkelvormige compartimentjes geleid. Elk van die reservoirs bevat enzymen, en chemische reacties leiden tot kleurveranderingen.
Het zegel wordt gevoed via een smartphone, zoals een passief elektronisch etiket. Hij wordt geactiveerd als de smartphone zich dicht genoeg in de buurt bevindt, met behulp van een beveiligde Bluetooth-verbinding. De kleuren worden met een app op de smartphone geanalyseerd om de samenstelling van het zweet te bepalen: de pH en de concentraties van glucose, melkzuur en chloor.
De pleister is al uitgetest bij een twintigtal sportieve studenten die in twee groepen werden verdeeld. De eerste groep fietste op een toestel in een fitnesszaal en de andere nam deel aan een wielerwedstrijd op de weg. De onderzoekers stelden vast dat de tests die binnen werden uitgevoerd even precieze resultaten gaven als die van krachtiger toestellen. Uit de test in de buitenlucht bleek dat de pleister gedurende de hele test op de huid van de fietsers bleef kleven, niet lekte en kwaliteitsvolle informatie opleverde.
De tool is per stuk verkrijgbaar, bestemd voor eenmalig gebruik gedurende enkele uren, en zou binnen drie jaar op de markt komen. Het Amerikaanse leger toonde al interesse. Het kan tijdens een sportsessie worden gebruikt om uitdroging te voorkomen, om de glucosespiegel te meten bij mensen met diabetes of om de vitale tekenen van een prematuur geboren baby te controleren zonder herhaaldelijke bloedafnamen. Meer algemeen kan het hulpmiddel artsen helpen om ziekten zoals mucoviscidose op te sporen, en de dosering van geneesmiddelen te verfijnen door de metabolieten in het zweet te meten.
"Doordat de tool nauw aansluit op de huid, kunnen we nu metingen uitvoeren die niet mogelijk waren met andere pleisters die het zweet absorberen", aldus nog prof. John Rogers, hoofdauteur van de studie.
(referentie: Science Translational Medicine, 23 november 2016, DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf2593)