När människor svettas, de släpper omedvetet ett brett utbud av kemikalier som noninvasivt kan informera läkare om allt från stresshormonnivåer till glukos. Men det är svårt för forskare att ta fram denna information - om du inte svettas mycket. Nya bärbara enheter som använder stimulerande geler har gett ett sätt att framkalla svett lokalt på kroppen. Dock, svett kan späda ut dessa geler, vilket försämrar deras långsiktiga livskraft.

Ett internationellt team av forskare utvecklade nyligen ett nytt membran som mildrar både problem som uppstår från direkt hudkontakt och svettutspädning för svettbiosensorer. Som diskuterats i Biomikrofluidik , membranet presterar hundratals gånger bättre än andra metoder och håller för upprepad användning.

"Vardaglig användning av svettbiosensing är vid horisonten, men först måste vi lösa några problem, inklusive hur man får användbara prover när patienterna inte anstränger sig, " sa Philip Simmers, en författare på tidningen. "Kontrollerad dosering är mycket viktig för det medicinska samhället."

Jontoforetiska enheter - som skulle dra på lagets membran - fungerar genom att applicera en liten spänning över huden för att styra ett laddat läkemedel genom epidermis. De flesta svettstimulerande enheter använder ett stimulerande medel som löses upp i en hydrogel i höga koncentrationer för att säkerställa att doseringen kan bibehållas.

Medan stimulantia som karbakol är användbara eftersom kroppen långsamt metaboliserar dem, de kan inte specifikt rikta sig mot svettkörtlar och utgör potentiell risk om ytterligare ett stimulerande medel kommer in i kroppen. När stimulansen aktiverar svettproduktionen, den resulterande blandningen av hydrogel och svett gör det inte bara svårt för stimulanten att nå huden, men också för att biosensorn ska kunna avläsa svetten exakt.

"En av de största utmaningarna var att när vi svettas, vi förlorar aktivt analyter till gelén, vilket är ett problem som inte har åtgärdats, " sa Simmers.

Simmers och hans team konstruerade först en in vitro-modell för att bestämma vilka kommersiellt tillgängliga filtreringsmembran som var bäst lämpade för att begränsa den passiva diffusionen av karbakol. De fann att de bästa membranen hade porer i nanoskala och behöll mer än 90 procent av sin initiala stimulerande koncentration efter 24 timmar, samtidigt som endast en minimal mängd svett kan passera igenom.

Gruppen överförde sedan den här tekniken till klisterlappar i storleksstorlek och testade dem på patienter. Använder bromfenolblått färgämne och silikonolja som ändrar färg i närvaro av svett, de kunde bekräfta att porerna i nanoskala som identifierades tidigare under deras in vitro-experiment fortfarande kunde leverera kontrollerad dosering som inducerade mänskligt svettsvar, bevisar att membranet effektivt isolerade svetten från stimulansen.

Nästa, gruppen hoppas kunna införliva sina upptäckter i en bärbar biosensingsprototyp som de redan har utvecklat. Simmers sa att han hoppas att tidningens resultat också kommer att väcka intresse för hur man bättre kan producera membranmaterial för sådana enheter.