Eine Membran mit nanoskaligen Poren ermöglicht eine kontrollierte Ausschüttung von Schweißstimulanzien

Effektive Abwasserreinigung durch Nanofiltration (April 2019).

Anonim

Wenn Menschen schwitzen, geben sie unwissentlich eine Vielzahl von Chemikalien ab, die den behandelnden Arzt nichtinvasiv über Stresshormonspiegel oder Glukose informieren. Aber es ist schwer für Forscher, diese Informationen zu erhalten - es sei denn, Sie schwitzen viel. Aufstrebende tragbare Vorrichtungen, die stimulierende Gele verwenden, haben eine Möglichkeit geschaffen, um Schweiß lokal auf den Körper zu übertragen. Jedoch kann Schweiß diese Gele verdünnen, was ihre langfristige Lebensfähigkeit verschlechtert.

Ein internationales Team von Forschern hat kürzlich eine neue Membran entwickelt, die sowohl Probleme, die durch direkten Hautkontakt entstehen, als auch Schweißverdünnung für Schweiß-Biosensoren abschwächt. Wie in der Biomikrofluidik diskutiert, ist die Membran hunderte Male besser als andere Methoden und hält bis zur wiederholten Verwendung.

"Die tägliche Anwendung der Schweißbiosensorik ist in Sicht, aber zuerst müssen wir einige Probleme lösen, einschließlich der Frage, wie man nützliche Proben erhält, wenn sich Patienten nicht anstrengen", sagte Phillip Simmers, ein Autor auf dem Papier. "Kontrollierte Dosierung ist sehr wichtig für die medizinische Gemeinschaft."

Iontophoretische Vorrichtungen, die sich auf die Membranarbeit des Teams stützen, indem sie eine kleine Spannung über die Haut ausüben, um ein geladenes Medikament durch die Epidermis zu leiten. Die meisten Schwitzstimulationsgeräte verwenden ein Stimulans, das in hohen Konzentrationen in einem Hydrogel gelöst ist, um sicherzustellen, dass die Dosierung aufrechterhalten werden kann.

Während Stimulanzien wie Carbachol nützlich sind, weil der Körper sie langsam metabolisiert, können sie nicht spezifisch auf Schweißdrüsen abzielen und ein potentielles Risiko darstellen, wenn ein zusätzliches Stimulans in den Körper eindringt. Wenn das Stimulans die Schweißproduktion aktiviert, macht es die resultierende Mischung aus Hydrogel und Schweiß nicht nur schwierig für das Stimulans, die Haut zu erreichen, sondern auch, dass der Biosensor den Schweiß genau ablesen kann.

"Eine der größten Herausforderungen bestand darin, dass wir, wenn wir schwitzen, aktiv Analyten an das Gel verlieren, was ein Problem ist, das nicht angesprochen wurde", sagte Simmers.

Simmers und sein Team konstruierten zunächst ein In-vitro-Modell, um zu bestimmen, welche im Handel erhältlichen Filtrationsmembranen am besten geeignet waren, die passive Diffusion von Carbachol zu begrenzen. Sie fanden heraus, dass die besten Membranen nanoskalige Poren hatten und nach 24 Stunden mehr als 90 Prozent ihrer anfänglichen Stimulanskonzentration behielten, während sie nur eine minimale Menge an Schweiß durchließen.

Die Gruppe portierte diese Technologie dann auf zehn Zentimeter große Pflaster und testete sie an Patienten. Mit Bromphenol-Blau-Farbstoff und Silikonöl, das in Gegenwart von Schweiß seine Farbe verändert, konnten sie bestätigen, dass die früher bei ihren In-vitro-Experimenten identifizierten nanoskaligen Poren immer noch eine kontrollierte Dosierung liefern, die die menschliche Schweißreaktion induziert den Schweiß vom Stimulans isolieren.

Als nächstes hofft die Gruppe, ihre Ergebnisse in einen tragbaren Biosensor-Prototyp zu integrieren, den sie bereits entwickelt haben. Simmers sagte, er hoffe, dass die Ergebnisse des Papiers auch Interesse wecken werden, wie Membranmaterialien für solche Vorrichtungen besser hergestellt werden können.

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