Deze site wordt beheerd door een bedrijf of bedrijven die eigendom zijn van Informa PLC en alle auteursrechten berusten bij hen.De statutaire zetel van Informa PLC is 5 Howick Place, Londen SW1P 1WG.Geregistreerd in Engeland en Wales.Nummer 8860726.
Een onderzoeksteam van Cal Tech onder leiding van Wei Gao, hoogleraar biomedische technologie, heeft een draagbare sensor ontwikkeld die de niveaus van metabolieten en voedingsstoffen in het bloed van een persoon controleert door zijn zweet te analyseren.Eerdere zweetsensoren waren vooral gericht op verbindingen die in hoge concentraties voorkomen, zoals elektrolyten, glucose en lactaat.Deze nieuwe is gevoeliger en detecteert zweetverbindingen in veel lagere concentraties.Het is ook gemakkelijker te vervaardigen en kan in massa worden geproduceerd.
Het doel van het team is een sensor waarmee artsen voortdurend de toestand kunnen monitoren van patiënten met ziekten zoals hart- en vaatziekten, diabetes en nierziekten, die allemaal abnormale hoeveelheden voedingsstoffen of metabolieten in de bloedbaan brengen.Patiënten zouden beter af zijn als hun arts meer zou weten over hun persoonlijke omstandigheden en deze methode vermijdt tests waarbij naalden en bloedmonsters nodig zijn.
“Dergelijke draagbare zweetsensoren kunnen snel, continu en niet-invasief veranderingen in de gezondheid op moleculair niveau vastleggen”, zegt Gao.“Ze zouden gepersonaliseerde monitoring, vroege diagnose en tijdige interventie mogelijk kunnen maken.â€
De sensor maakt gebruik van microfluïdica die kleine hoeveelheden vloeistoffen manipuleert, meestal via kanalen van minder dan een kwart millimeter breed.Microfluïdica zijn ideaal voor een toepassing omdat ze de invloed van zweetverdamping en huidverontreiniging op de sensornauwkeurigheid minimaliseren.Terwijl vers aangevoerd zweet door de microkanalen van de sensor stroomt, meet deze nauwkeurig de samenstelling van het zweet en worden veranderingen in de concentraties in de loop van de tijd vastgelegd.
Tot nu toe, zeggen Gao en zijn collega's, werden op microfluïdica gebaseerde draagbare sensoren meestal vervaardigd met behulp van een lithografie-verdampingsbenadering, waarvoor ingewikkelde en dure fabricageprocessen nodig zijn.Zijn team koos ervoor om zijn biosensoren te maken van grafeen, een bladachtige vorm van koolstof.Zowel de op grafeen gebaseerde sensoren als de microfluïdische kanalen worden gecreëerd door de plastic platen te graveren met een koolstofdioxidelaser, een apparaat dat zo gebruikelijk is dat het beschikbaar is voor thuishobbyisten.
Het onderzoeksteam ontwierp zijn sensor om naast de niveaus van urinezuur en tyrosine ook de ademhalings- en hartslag te meten.Er werd gekozen voor tyrosine omdat het een indicator kan zijn voor stofwisselingsstoornissen, leverziekten, eetstoornissen en neuropsychiatrische aandoeningen.Er werd voor urinezuur gekozen omdat het, bij verhoogde concentraties, in verband wordt gebracht met jicht, een pijnlijke gewrichtsaandoening die wereldwijd toeneemt.Jicht treedt op wanneer hoge niveaus van urinezuur in het lichaam beginnen te kristalliseren in de gewrichten, vooral die van de voeten, waardoor irritatie en ontsteking ontstaan.
Om te zien hoe goed de sensoren presteerden, testten onderzoekers deze op gezonde individuen en patiënten.Om de zweettyrosineniveaus te controleren die worden beïnvloed door de fysieke conditie van een persoon, gebruikten ze twee groepen mensen: getrainde atleten en individuen met een gemiddelde conditie.Zoals verwacht vertoonden de sensoren lagere niveaus van tyrosine in het zweet van de atleten.Om de urinezuurspiegels te controleren, volgden de onderzoekers het zweet van een groep gezonde individuen die aan het vasten waren, en ook nadat de proefpersonen een maaltijd hadden gegeten die rijk was aan purines – verbindingen in voedsel die worden gemetaboliseerd tot urinezuur.De sensor liet zien dat de urinezuurspiegel na de maaltijd steeg.Het team van Gao voerde een soortgelijke test uit bij jichtpatiënten.De sensor toonde aan dat hun urinezuurniveaus veel hoger waren dan die van gezonde mensen.
Om de nauwkeurigheid van de sensoren te controleren, namen en controleerden de onderzoekers bloedmonsters van jichtpatiënten en gezonde proefpersonen.De metingen van de urinezuurspiegels door de sensoren correleerden sterk met de niveaus ervan in hun bloed.
Gao zegt dat de hoge gevoeligheid van de sensoren, samen met het gemak waarmee ze kunnen worden vervaardigd, betekent dat ze uiteindelijk door patiënten thuis kunnen worden gebruikt om aandoeningen zoals jicht, diabetes en hart- en vaatziekten te monitoren.Met nauwkeurige realtime informatie over hun gezondheid kunnen patiënten zelfs hun medicatieniveaus en dieet naar behoefte aanpassen.
Posttijd: 12 december 2019