„Intelligente“ Windeln könnten schmerzlose und schnelle Urinanalysen am Krankenbett ermöglichen

„Intelligente“ Windeln könnten schmerzlose und schnelle Urinanalysen am Krankenbett ermöglichen

Urin kann viel über die Gesundheit eines Menschen verraten. Ärzte haben derzeit jedoch keine bequeme oder schnelle Möglichkeit, die Konzentration wichtiger Verbindungen im Urin ihrer Patienten zu verfolgen. Jetzt melden sich Forscher ACS Angewandte Nanomaterialien haben einen flexiblen Sensor entwickelt, der in eine Windel passt, mehrere Bestandteile im Urin misst und diese Ergebnisse über Bluetooth teilen kann, um Echtzeit-Analysen am Bett für inkontinente, ältere oder Säuglingspatienten bereitzustellen.

Die Konzentration bestimmter Verbindungen im Urin kann Aufschluss über viele verschiedene Erkrankungen geben, darunter Nierenerkrankungen, Harnwegsinfektionen und Elektrolytmangel. Obwohl viele Menschen mit Diabetes ihren Glukosespiegel mit Bluttests überwachen, der Glukosespiegel im Urin kann auch Spitzen oder Einbrüche aufzeigen. Um Urin zu analysieren, müssen Ärzte jedoch normalerweise eine Urinanalyse von einem Krankenhauslabor bestellen, was Zeit braucht, oder Papierteststreifen verwenden, die nicht sehr empfindlich sind. Keines der Systeme kann schnelle Analysen am Krankenbett liefern. Einige Forscher haben tragbare Geräte untersucht, um Gesundheitsmarker wie Elektrolyt- und Zuckergehalt im Schweiß zu überwachen. Daher wollten Xi Xie, Hui-Jiun Chen und Kollegen eine ähnliche Art von tragbarem Gerät entwickeln, das die Konzentration mehrerer Gesundheitsmarker im Urin genau und empfindlich messen und den Pflegekräften Echtzeit-Feedback geben kann.

Das Team fertigte zunächst eine flexible Elektrodenanordnung von der Größe eines US-Viertel. Sie enthielten fünf verschiedene Elektroden auf dem Array, die speziell für den Nachweis von Kaliumionen, Natriumionen, Wasserstoffperoxid, Harnsäure oder Glukose entwickelt wurden, die Biomarker für verschiedene Erkrankungen sind. Dann verbanden sie das Array mit einer Platine, die über ein Bluetooth-Modul und eine Lithium-Ionen-Batterie-Stromquelle verfügte. Als das Array Urinproben von drei Freiwilligen ausgesetzt wurde, verhielt es sich genauso gut wie ein kommerzielles Urintestsystem. Als nächstes bauten die Forscher das Array in eine Windel ein und stellten fest, dass sie bei Vorhandensein von Urin lesbare Signale für die Biomarker erhalten konnten. Sie gehen jedoch davon aus, dass in einer realen Umgebung, in der trockene Windeln langsam mit Urin gesättigt werden, das Elektrodenarray mehrere Messungen durchführen müsste, um stabile Messwerte zu erhalten. Mit Optimierung könnte diese „intelligente“ Windel also eine Möglichkeit sein, eine schnelle und schmerzlose Urinanalyse mit tragbarer Gerätetechnologie bereitzustellen, sagen die Forscher.

Die Autoren erkennen die Finanzierung durch das National Key R&D Program of China an; die National Natural Science Foundation of China; die China Postdoctoral Science Foundation; das Wissenschafts- und Technologieprogramm von Guangzhou, China; die Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation; das Schlüsselprogramm der Sun Yat-Sen University; und das Pazhou Lab, Guangdong.

Quelle:

Zeitschriftenreferenz:

Li, X., et al. (2022)Smart Diaper Based on Integrated Multiplex Carbon Nanotube-Coated Electrode Array Sensors for in situ Urine Monitoring. ACS Angewandte Nanomaterialien. doi.org/10.1021/acsanm.1c04220.

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