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Intelligenter Patch zur Schweißkontrolle

24.08.2019

Wissenschaftler der University of California at Berkeley (UC Berkley, USA) haben neue Sensoren entwickelt, die die Schweißrate in Echtzeit messen und die Menge an Elektrolyten und Metaboliten im Schweiß bestimmen können. Der Sensor sieht aus wie ein Pflaster und wird einfach auf die Haut geklebt. In Zukunft könnte ein solcher Schweißtest einen Bluttest und ein Pflaster - einen Nadelstich - ersetzen.

Die neuen Sensoren enthalten ein spiralförmiges Mikroskopröhrchen – ein mikrofluidisches Gerät – das Schweiß von der Haut sammelt. Durch die Verfolgung der Schweißgeschwindigkeit durch das mikrofluidische System können die Sensoren melden, wie stark eine Person schwitzt. Das mikrofluidische Rohr ist auch mit chemischen Sensoren ausgestattet, die die Menge an Elektrolyten (Mineralverbindungen, die elektrische Ladungen leiten können) im Schweiß, wie Kalium und Natrium, und Metaboliten, wie Glukose, erkennen können.

Die Entwickler haben sich ein neues Sensordesign ausgedacht: Sie brachten ein Sensorröhrchen im Rollendruckverfahren auf eine Folie aus Kunststoffpatch auf, ähnlich wie Zeitungen in einer Druckerei gedruckt werden. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung großer Mengen von Einwegpflastern zu geringen Kosten und in kurzer Zeit.

Um zu testen, was Schweiß in Echtzeit über die Gesundheit einer Person verraten kann, führten die Forscher ein Experiment mit mehreren Freiwilligen durch, denen ein Pflaster auf Stirn, Unterarm, Achselhöhlen und oberem Rücken angebracht wurde. Während die Studienteilnehmer mit dem Ergometer fuhren, maßen die Sensoren die Schweißausbreitung und ermittelten die Menge an Natrium und Kalium im Schweiß. Die Daten zeigten, dass die Intensität des Schwitzens auf den gesamten Flüssigkeitsverlust im Körper während des Trainings hinweist.

Die Wissenschaftler versuchten auch, mit einem "Schweißsensor" den Glukosespiegel bei gesunden Menschen und Diabetikern zu messen. Anschließend verglichen sie die Daten mit den Ergebnissen eines Bluttests. In diesem Fall stimmten die Messwerte nicht überein, weshalb ein Schweißtest derzeit keinen Bluttest ersetzen kann – zumindest nicht bei Glukosetests. Die Zusammenhänge in den beiden Analysearten wollen die Forscher genauer untersuchen.

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