Emma Moonen is gepromoveerd op een vernieuwende manier om zweet van mensen te analyseren. Haar innovatie betreft een microfluïdisch apparaat dat zweet op een non-invasieve wijze analyseert. Deze nieuwe aanpak kan op den duur mogelijk bloedprikken met een naald deels vervangen. Zweet, hoewel vaak over het hoofd gezien als een diagnostisch hulpmiddel, bevat biomarkers die waardevolle inzichten kunnen bieden in de fysieke staat van een persoon. De vernieuwende meetmethodiek is niet alleen prettiger voor patiënten die een aversie hebben tegen naalden, maar biedt ook het voordeel van voortdurende monitoring in vergelijking met de momentopnames die bloedtesten bieden.
Begin maart, tijdens Internationale Vrouwendag, verdedigde Emma Moonen aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) haar proefschrift over haar vernieuwende meettechniek. “Het is 'geen zweet' om zweet te gebruiken om je gezondheid te controleren”, vertelt ze enthousiast op de website van de universiteit. Haar microfluïdisch apparaat kan op verschillende wijzen, bijvoorbeeld als vingerclip, als wearable worden gebruikt. De technologie is ontwikkeld in Eindhoven en biedt een niet-invasieve, continue methode voor gezondheidsbewaking, waardoor het zowel voor patiënten als zorgverleners een aantrekkelijke optie wordt.
Zweet bomvol gezondheidsinformatie
Idealiter zouden zowel zorgprofessionals als patiënten graag biomarkers op een niet-invasieve, continue en moeiteloze manier willen monitoren. Om dit doel te bereiken, wendde Moonen zich voor haar PhD-onderzoek tot een andere lichaamsvloeistof – zweet! Niet iedereen weet dat zweet, net als bloed, ongelooflijk veel gezondheidsinformatie in zich draagt. Zweet komt uit zweetklieren in de huid, waarbij het menselijk lichaam ergens tussen de 1,6 en 5 miljoen klieren heeft.
Voornamelijk bestaande uit water, bevat zweet ook verschillende andere componenten zoals elektrolyten (natrium en kalium bijvoorbeeld), kleine hoeveelheden metalen (zoals zink en koper), evenals glucose, ureum (een nierfalen biomarker), en cortisol (een stress biomarker). Emma Moonen legt op de website van de TU/e uit dat ze vooral zweet wil meten dat mensen afscheiden in rusttoestand. "Natuurlijk weten de meeste mensen dat het lichaam zweet produceert wanneer ze oefenen, en dit maakt allemaal deel uit van de inspanningen van het lichaam om af te koelen. Maar het lichaam produceert nog steeds kleine hoeveelheden zweet, zelfs wanneer een persoon in rust is. En het zijn deze kleine hoeveelheden zweet die ik efficiënt en nauwkeurig wilde verzamelen en analyseren."
Niet-invasieve methoden
In een tijd waarin persoonlijke gezondheidsmonitoring steeds toegankelijker wordt dankzij technologische vooruitgang, neemt de interesse in niet-invasieve methoden voor gezondheidscontrole toe. Een ander recent voorbeeld op dit gebied is een vrijwel non-invasieve manier van injecteren, waarvoor het bedrijf FlowBeams onlangs 2,5 miljoen euro subsidie ontving. De techniek achter deze naaldloze aanpak maakt gebruik van een laser om vloeistoffen te verwarmen, waardoor snelgroeiende belletjes ontstaan die kleine druppeltjes medicatie met hoge snelheid door de huid schieten. Deze methode is niet alleen nauwkeurig en vrijwel pijnloos, maar ook veilig en duurzaam, doordat het gebruik van wegwerpspuiten vermindert en het risico op prikongevallen minimaal is.
3D-geprinte vingerclip
Ook het analyseren van zweet is, in tegenstelling tot bloedprikken, een naaldloze en zelfs volledig niet-invasieve aanpak. Om het zweet te meten ontwikkelde de onderzoeker een speciale 3D-geprinte vingerclip, waarin het apparaat gehuisvest kan worden. Nadat het zweet arriveert, breekt de technologie van Moonen het verzamelde zweet op in kleinere druppels, die vervolgens getransporteerd worden met behulp van elektro-wetting-op-dielectrieken (EWOD). Dit verandert de bevochtigingseigenschappen van een oppervlak met behulp van een elektrisch veld. Met behulp hiervan kunnen de zweetdruppels op een gecontroleerde manier naar het midden van het apparaat worden verplaatst waar de sensoren zich bevinden. Het microfluïdische apparaat kan ook aan de arm worden bevestigd met medische tape.
Zweetanalyse is effectief
Tests op zowel kunstmatige als echte menselijke huid hebben inmiddels de effectiviteit van het apparaat aangetoond, waardoor het een beloftevolle kandidaat is voor toekomstige toepassingen in niet-invasieve gezondheidsmonitoring. Een wearable die je gezondheid constant meet past goed in een tijd waarin al massaal smartphones, smartwatches en fitness trackers worden ingezet om de gezondheid te meten. Inmiddels gaat het allemaal al veel verder dan de bekende stappenteller en worden zelfs slaappatronen, bloeddruk en zuurstofverzadiging gemeten door dergelijke wearables.
Om cruciale gezondheidsinformatie te krijgen, blijven echter tests op bloedmonsters nodig, die alleen in ziekenhuizen kunnen worden uitgevoerd en afgerond door opgeleid personeel. Maar een bloedmonster geeft slechts een momentopname van de gezondheid van een persoon op één moment in tijd. Met andere woorden, het testen van bloedmonsters biedt geen continue monitoring. Dus, promovendus Emma Moonen wendde zich tot een andere lichaamsvloeistof om het probleem op te lossen - zweet. Haar innovatieve apparaat kan in de toekomst eventueel gebruikt worden om voortdurend tekenen van ziekte of aandoeningen te controleren.
