En membran med porer i nanoskala tillader kontrolleret svedstimulerende frigivelse

Når folk sveder, de frigiver ubevidst en lang række kemikalier, der ikke -invasivt kan informere lægerne om alt fra stresshormonniveauer til glukose. Men det er svært for forskere at få disse oplysninger - medmindre du sveder meget. Nye bærbare enheder ved hjælp af stimulerende geler har givet en måde at fremkalde sved lokalt på kroppen. Imidlertid, sved kan fortynde disse geler, hvilket forringer deres langsigtede levedygtighed.

Et internationalt team af forskere har for nylig udviklet en ny membran, der afbød både problemer, der opstår ved direkte hudkontakt og svedfortynding for svedbiosensorer. Som diskuteret i Biomikrofluidik , membranen udfører hundredvis af gange bedre end andre metoder og holder til gentagen brug.

"Daglig brug af sved biosensing er i horisonten, men først skal vi løse et par problemer, herunder hvordan man opnår nyttige prøver, når patienter ikke anstrenger sig, "sagde Phillip Simmers, en forfatter på papiret. "Kontrolleret dosering er meget vigtig for det medicinske samfund."

Iontoforetiske apparater - som ville trække på teamets membran - virker ved at påføre en lille spænding over huden for at lede et ladet stof gennem epidermis. De fleste svedstimuleringsenheder bruger et stimulans, der opløses i en hydrogel ved høje koncentrationer for at sikre, at doseringen kan opretholdes.

Mens stimulanser som carbachol er nyttige, fordi kroppen langsomt metaboliserer dem, de kan ikke specifikt målrette svedkirtler og udgøre en potentiel risiko, hvis et ekstra stimulans kommer ind i kroppen. Når stimulanten aktiverer svedproduktion, den resulterende blanding af hydrogel og sved gør det ikke kun svært for stimulanten at nå huden, men også for biosensoren til nøjagtigt at læse sveden.

”En af de største udfordringer var, at når vi sveder, vi mister aktivt analytter til gelen, hvilket er et problem, der ikke er løst, "Sagde Simmers.

Simmers og hans team konstruerede først en in vitro -model for at bestemme, hvilke kommercielt tilgængelige filtreringsmembraner der var bedst egnet til at begrænse den passive diffusion af carbachol. De fandt ud af, at de bedste membraner havde porer i nanoskala og beholdt mere end 90 procent af deres oprindelige stimulantkoncentration efter 24 timer, samtidig med at kun en minimal mængde sved kan passere igennem.

Gruppen overførte derefter denne teknologi til selvklæbende plastre i småskiver og testede dem på patienter. Brug af bromphenolblåt farvestof og silikoneolie, der ændrer farve i nærvær af sved, de var i stand til at bekræfte, at de nanoskala -porer, der blev identificeret tidligere under deres in vitro -eksperimenter, stadig kunne levere kontrolleret dosering, der inducerede det menneskelige svedrespons, bevise, at membranen effektivt isolerede sveden fra stimulansen.

Næste op, gruppen håber at indarbejde deres fund i en bærbar biosensing -prototype, som de allerede har udviklet. Simmers sagde, at han håber, at papirets fund også vil vække interesse for, hvordan man bedre producerer membranmaterialer til sådanne enheder.