Onderzoekers hebben met succes een apparaat getest dat op een dag de chemische biomarkers in het zweet kan gebruiken om veranderingen in iemands gezondheid te detecteren. In een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances, demonstreerde een team van de Ohio State University een batterijloze, draadloze biochemische sensor die de bloedsuiker – of glucose – detecteerde die mensen uit hun huid afscheiden wanneer ze sporten.
Het Ohio State-team maakte een “slimme ketting” – compleet met een functionele sluiting en hanger – die, eenmaal om hun nek geplaatst, werd gebruikt om het glucosegehalte van studiedeelnemers te controleren terwijl ze aan het sporten waren. In plaats van een batterij werkt het met een resonantiecircuit, dat radiofrequentiesignalen weerkaatst die worden uitgezonden door een extern leessysteem. Na 30 minuten indoor cycling te hebben gedaan, namen de deelnemers een pauze van 15 minuten, waarin ze met suiker gezoete dranken dronken, voordat ze het fietsen hervatten.
De onderzoekers wisten dat het glucosegehalte in het zweet zou moeten stijgen na het drinken van de suikerhoudende dranken – de vraag was of deze nieuwe sensor het zou oppikken, zei Jinghua Li, co-auteur van de studie en assistent-professor materiaalkunde en techniek aan de Ohio State .
De resultaten toonden aan dat de sensor de glucosespiegels met succes heeft gevolgd, wat suggereert dat het zal werken om andere belangrijke chemicaliën in zweet te controleren. “Sweat bevat eigenlijk honderden biomarkers die zeer belangrijke informatie over onze gezondheidsstatus kunnen onthullen,” zei Li. “De volgende generatie biosensoren zal zo bio-intuïtief en niet-invasief zijn dat we belangrijke informatie in de lichaamsvloeistoffen van een persoon kunnen detecteren.”
Biomarkers zijn stoffen die de diepste geheimen van een lichaam kunnen onthullen: alles, van ziekte, infectie en zelfs bewijs van emotioneel trauma, kan worden gevonden in de lichaamsvloeistoffen van een persoon, waaronder zweet, tranen, speeksel en urine. Naast het analyseren van de samenstelling van zweet, denken de onderzoekers dat deze sensor op een dag kan worden aangepast als bio-implantaat en kan worden gebruikt om neurotransmitters en hormonen te detecteren, wat zou kunnen helpen bij het identificeren van ionstoornissen in hersenvocht geassocieerd met secundair hersenletsel, of zelfs leiden tot een nieuwe begrip van hoe de hersenen functioneren, zei Li.
Bovendien vereist deze slimme ketting slechts een minimale hoeveelheid zweet om de interface te laten werken vanwege de geminiaturiseerde structuur van de detectie-interface, voegde Li eraan toe. Hoewel het enige tijd zal duren voordat een apparaat vergelijkbaar met het prototype van deze studie beschikbaar zal zijn voor het publiek, denkt Li al na over wat de mensen ten goede zal komen die deze potentieel levensreddende technologie het meest nodig zullen hebben.
In plaats van de omvangrijke en stijve computerchips in onze telefoons en laptops te gebruiken, zijn de sensoren gemaakt van ultradunne materialen. Deze stijl van ontwerp maakt het product zeer flexibel, beschermt de functionaliteit van het apparaat en zorgt ervoor dat het veilig in contact kan komen met de huid van een persoon.
Hoewel de studie opmerkt dat verdere miniaturisatie het haalbaarder zou maken om deze en soortgelijke apparaten implanteerbaar te maken, zei Li voorlopig dat ze het zich voorstelt als een lichtgewicht apparaat met eenvoudige circuitlay-outs die gemakkelijk in ons dagelijks leven kunnen worden geïntegreerd. “We hopen dat deze sensoren uiteindelijk naadloos kunnen worden geïntegreerd in onze persoonlijke bezittingen”, zei ze. “Sommigen van ons dragen misschien kettingen, sommigen dragen oorbellen of ringen. Maar we geloven dat deze sensoren in iets kunnen worden geplaatst dat we allemaal dragen en dat het ons zou kunnen helpen onze gezondheid beter te volgen.”