Die Studie hat das Potenzial von Schweiß für die Echtzeitüberwachung von Hormonen und anderen Biomarkern, Medikamentendosierungen sowie die Früherkennung von Krankheiten wie Diabetes, Krebs, Parkinson und Alzheimer untersucht. Der Vorteil: „Schweiß zu sammeln ist schmerzlos, einfach und nicht-invasiv“, so die Co-Autorin Dr. Dayanne Bordin, Chemikerin an der University of Technology Sydney (UTS). „Es ist eine attraktive Alternative zu Blut- oder Urinproben, insbesondere für die kontinuierliche Echtzeitüberwachung.“ Wer seine Gesundheitsdaten bereits mithilfe von Wearables wie einer Smartwatch überwache – beispielsweise Herzfrequenz, Schrittzahl oder Blutdruck –, könnte auch an den Informationen interessiert sein, die Schweiß liefern könne, so die Forschenden.
Glukoseveränderungen im Schweiß messen?
Die Forschenden verweisen auf bereits existierende rudimentäre Schweißmessgeräte, wie zum Beispiel das Gatorade-Schweißpflaster. Dabei handele es sich um einen Einwegaufkleber, der mit einer App gekoppelt sei, um Schweißrate und Natriumverlust zu analysieren und individuelle Empfehlungen zu geben. Jüngste Fortschritte in der Mikrofluidik, der dehnbaren Elektronik und der drahtlosen Kommunikation haben aber nun zu einer neuen Generation tragbarer Sensoren geführt. Diese dünnen, flexiblen Pflaster haften auf der Haut und können kontinuierlich den Schweiß analysieren. In Kombination mit künstlicher Intelligenz könnten diese Geräte spezifische Stoffwechselprodukte erkennen und komplexe biochemische Muster interpretieren. Die Hoffnung: So könnten Nutzer personalisierte Einblicke in ihre Gesundheit und Frühwarnungen für verschiedene Krankheiten bekommen. Als Beispiele nennen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Sportler oder Diabetiker. Während die einen z.B. ihren Elektrolytverlust während des Trainings überwachen und vor Wettkämpfen den Nachweis erbringen könnten, dass sie drogenfrei sind, könnten die anderen eines Tages ein Pflaster tragen, das Glukoseveränderungen im Schweiß statt im Blut misst.
Mikrofluidische Geräte werden entwickelt
„Schweiß ist eine bisher wenig genutzte diagnostische Flüssigkeit“, so Mitautorin Dr. Janice McCauley von der Fakultät für Naturwissenschaften der UTS. „Die Möglichkeit, mehrere Biomarker gleichzeitig zu messen und diese Daten drahtlos zu übertragen, birgt enormes Potenzial für die Prävention.“ Das Jahr 2023 markiere einen evolutionären Schritt in der künstlichen Intelligenz und ebne den Weg für verbesserte Musteranalyse- und Klassifizierungsalgorithmen, um die diagnostische Präzision und die therapeutische Genauigkeit zu steigern. Künstliche Intelligenz könne mittlerweile riesige Datensätze verarbeiten und subtile molekulare Signale im Schweiß mit spezifischen physiologischen Zuständen verknüpfen. Die Autoren schlagen als nächsten Schritt die Integration dieser Technologie in kompakte, energiesparende Geräte mit sicherer Datenübertragung vor. Forscherinnen und Forscher der UTS arbeiten derzeit daran, die physiologischen Grundlagen des Schweißes zu verstehen. Daneben entwickeln sie außerdem mikrofluidische Geräte, die empfindlich genug sein sollen, um Spuren von Biomarkern wie Glukose und Cortisol nachzuweisen. Obwohl sich ein Großteil der Forschung noch im Prototypenstadium befinde, wachse bereits das kommerzielle Interesse. „Wir sind nicht mehr weit von einer Zukunft entfernt, in der tragbare Geräte uns anzeigen können, wann wir erhöhte Stresshormonwerte haben und durch deren Überwachung im Zeitverlauf unser Risiko für chronische Erkrankungen einschätzen können“, so Dr. Bordin.
Quelle: University of Technology Sydney
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