Strækbar sundhedssensor kan forbedre overvågningen af ​​kroniske tilstande

En ny type fleksibel, en bærbar sensor kan hjælpe mennesker med kroniske lidelser som diabetes med at undgå ubehaget ved regelmæssige blodprøver ved at overvåge den kemiske sammensætning af deres sved i stedet for.

I et nyt papir offentliggjort i tidsskriftet Biosensorer og bioelektronik , et team af forskere fra University of Glasgows School of Engineering skitserer, hvordan de har bygget en strækbar, trådløst system, som er i stand til at måle pH-niveauet i brugernes sved.

Sved, som blod, indeholder kemikalier genereret i den menneskelige krop, herunder glukose og urinstof. Overvågning af niveauerne af disse kemikalier i sved kan hjælpe klinikere med at diagnosticere og overvåge kroniske tilstande såsom diabetes, nyresygdomme og nogle typer kræftformer uden invasive tests, som kræver blodudtagning fra patienter.

Imidlertid, ikke-invasiv, bærbare systemer kræver ensartet kontakt med huden for at tilbyde overvågning af højeste kvalitet. Nuværende systemer er lavet af stive materialer, gør det sværere at sikre konsekvent kontakt, og andre potentielle løsninger såsom klæbemidler kan irritere huden. Trådløse systemer, der bruger Bluetooth til at overføre deres informationer, er også ofte omfangsrige og strømkrævende, kræver hyppig genopladning.

University of Glasgow-teamets nye system er bygget op omkring en billigt produceret sensor, der er i stand til at måle pH-niveauer, som kan strækkes og bøjes for bedre at passe til konturerne af brugernes krop. Fremstillet af en grafit-polyurethan-komposit og måler omkring en enkelt kvadratcentimeter, den kan strække op til 53 % i længden uden at gå på kompromis med ydeevnen. Det vil også fortsætte med at virke efter at være blevet udsat for flexer på 30 % op til 500 gange, hvilket forskerne siger vil gøre det muligt at bruge den komfortabelt på menneskelig hud med minimal indvirkning på sensorens ydeevne.

Sensoren kan transmittere sine data trådløst, og uden ekstern strøm, til en medfølgende smartphone-app kaldet 'SenseAble', også udviklet af teamet. Transmissionerne bruger nærfeltskommunikation, et dataoverførselssystem, der findes i mange nuværende smartphones, som oftest bruges til smartphone-betalinger som ApplePay, via en strækbar RFID-antenne integreret i systemet – endnu en banebrydende innovation fra forskerholdet.

Smartphone-appen giver brugerne mulighed for at spore pH-niveauer i realtid og blev demonstreret i laboratoriet ved hjælp af en kemisk løsning skabt af forskerne, som efterligner sammensætningen af ​​menneskelig sved.

Forskningen blev ledet af professor Ravinder Dahiya, leder af University of Glasgows School of Engineering's Bendable Electronics and Sensing Technologies (BEST) gruppe.

Professor Dahiya sagde:"Menneskelig sved indeholder meget af den samme fysiologiske information, som blod gør, og dets anvendelse i diagnostiske systemer har den væsentlige fordel, at det ikke er nødvendigt at brække huden for at kunne administrere tests.

"Nu hvor vi har demonstreret, at vores strækbare system kan bruges til at overvåge pH-niveauer, vi har allerede påbegyndt yderligere forskning for at udvide sensorens muligheder og gøre den til et mere komplet diagnosesystem. Vi planlægger at tilføje sensorer, der er i stand til at måle glukose, ammoniak og urinstof, for eksempel, og i sidste ende vil vi gerne se et system klar til markedet i de næste par år."