Superhydrofobe biosensor zou zweetdampen op het lichaam kunnen meten

Zweet bevat biomarkers die artsen helpen bij het stellen van gezondheidsdiagnoses. Draagbare sensoren kunnen worden gebruikt om de transpiratiesnelheid van een persoon te bewaken en informatie te geven over de huid, de activiteit van het zenuwstelsel en onderliggende gezondheidsproblemen. Maar niet al het zweet is gelijk gemaakt en sommige kunnen niet worden gemeten met stroomsensoren. Een nieuw ontwikkelde superhydrofobe biosensor zou kunnen worden gebruikt als diagnostisch hulpmiddel om dergelijke soorten zweet te detecteren.

De sensor, ontwikkeld door Huanyu “Larry” Cheng, James L. Henderson, Jr. Memorial Associate Professor of Engineering Science and Mechanics, was te zien in een paper gepubliceerd in ACS Nano.

Voelbare of vloeibare transpiratie is zweet dat door een persoon kan worden waargenomen, bijvoorbeeld tijdens intensieve inspanning. Draagbare sensoren kunnen dit soort zweet continu en niet-invasief volgen. Ongevoelig, of damp, transpiratie is anders. Het is het verlies van alleen water uit de huid, dat in veel mindere mate wordt uitgescheiden tijdens inspanning of rust met een lage intensiteit, en het meten ervan is volgens Cheng moeilijk.

“Het monitoren van ongevoelig zweet is van groot belang voor het evalueren van de gezondheid van de huid en ziektetoestanden, zoals eczeem en wondgenezing, evenals onderliggende gezondheidstoestanden, zoals pijn of angst,” zei Cheng. “Apparaten met een huidinterface die zweetsnelheid en -verlies detecteren, zijn momenteel beperkt tot het werken met gevoelig zweet en zijn niet geschikt voor ongevoelig zweet in dampvorm.”

Cheng ontwikkelde een prototype van een superhydrofobe zweetsensor om damp van ongevoelige transpiratie te meten. Het materiaal – een superabsorberende hydrogelcomposiet op een poreus substraat ingeklemd tussen twee superhydrofobe textiellagen – laat de doordringing van zweetdamp toe en voorkomt dat de sensor wordt beïnvloed door de externe waterdruppeltjes van waarneembare transpiratie. De sensor kan worden geïntegreerd met een flexibele draadloze communicatie- en voedingsmodule die continu de zweetsnelheid op verschillende lichaamslocaties bewaakt.

“Proof-of-concept-demonstraties op menselijke proefpersonen toonden de haalbaarheid aan om de thermoregulatie- en huidbarrièrefuncties van het lichaam continu te evalueren,” zei Cheng. “Dit maakt de beoordeling van thermisch comfort, ziektetoestanden en activiteit van het zenuwstelsel mogelijk en biedt een goedkoop apparaatplatform om andere gezondheidsrelevante biomarkers in de zweetdamp te detecteren als de volgende generatie zweetsensor voor slimme gezondheidszorg en gepersonaliseerde geneeskunde.”