Sweat Good: Teknologi Biomarker Baru Merevolusi Pemantauan Kesehatan

Uji klinis yang berhasil pada pasien anak dengan fibrosis kistik menggunakan perangkat fleksibel yang memungkinkan stimulasi kelenjar keringat dan biosensing secara bersamaan. Penelitian kolaboratif selama dua tahun antara KIST Dan Universitas Barat Laut.

Keringat mengandung biomarker yang dapat memantau berbagai kondisi kesehatan, mulai dari diabetes hingga kelainan genetik. Pengambilan sampel keringat, tidak seperti pengambilan darah, lebih disukai oleh pengguna karena sifatnya yang tidak menimbulkan rasa sakit. Namun, untuk mendapatkan nutrisi atau hormon yang cukup dari keringat untuk pengujian, sebelumnya diperlukan aktivitas fisik yang intens untuk memicu keringat. Metode ini menimbulkan tantangan bagi individu dengan mobilitas terbatas.

Ilustrasi dan foto perangkat yang mampu menghantarkan obat untuk induksi keringat dan pemantauan biomarker dalam keringat secara bersamaan. Kredit: Institut Sains dan Teknologi Korea

Pengembangan Perangkat Pemantau Keringat Baru

Kim Joohee dari Pusat Penelitian Bionics di Institut Sains dan Teknologi Korea (KIST) dan Profesor John A. Rogers dari Universitas Northwestern bersama-sama mengumumkan pengembangan perangkat pemantauan keringat yang nyaman yang tidak memerlukan aktivitas fisik tetapi memberikan stimulasi obat melalui kulit. Berbeda dengan metode sebelumnya yang mengeluarkan keringat melalui olahraga, alat ini menyalurkan obat yang merangsang kelenjar keringat melalui kulit.

Tim peneliti mengembangkan perangkat fleksibel yang mampu menghantarkan obat ke kelenjar keringat dengan mengalirkan arus ke hidrogel yang mengandung obat. Perangkat yang berukuran kecil dan lembut ini dapat dengan mudah menempel pada kulit. Keringat yang diinduksi oleh obat dikumpulkan dalam saluran mikrofluida di dalam perangkat dan dianalisis biomarkernya menggunakan biosensor. Hal ini memungkinkan analisis biomarker dalam keringat, mengurangi kebutuhan akan kunjungan rumah sakit yang rumit untuk melakukan pengujian dan menurunkan risiko kontaminasi biomarker selama pengujian, sehingga meningkatkan ketepatan.

Seorang anak dengan perangkat kabel tradisional terpasang di lengan kiri dan perangkat yang dikembangkan terpasang di lengan kanan, mengirimkan obat untuk merangsang kelenjar keringat. Kredit: Institut Sains dan Teknologi Korea

Aplikasi dalam Pemantauan Pediatri

Perangkat yang dikembangkan oleh tim peneliti dipasang pada bayi dengan fibrosis kistik, dan konsentrasi klorida, yang merupakan penanda biologis dalam keringat, telah dikonfirmasi. Hasilnya konsisten dengan metode analisis tradisional yang menggunakan keringat yang dikumpulkan di rumah sakit, dengan akurasi lebih dari 98%.

Selain itu, stabilitas perangkat pada kulit dipastikan dengan memastikan suhu kulit dan nilai pH. Karena fibrosis kistik terutama bermanifestasi pada masa bayi, pemantauan terus menerus terhadap perkembangan penyakit dan kondisi fisik diperlukan. Dengan perangkat ini, pemantauan dapat dengan mudah dilakukan di rumah, sehingga mengurangi tekanan psikologis dan fisik pada pasien anak dan pengasuhnya.

(Kiri) Grafik menunjukkan lebih dari 98% kesesuaian antara metode diagnostik tradisional dan hasil analisis biomarker perangkat yang dikembangkan untuk lima pasien. (Kanan) Grafik yang membandingkan persepsi nyeri yang dialami pasien selama pemantauan penyakit menggunakan metode diagnostik tradisional dan perangkat yang dikembangkan. Grafik tersebut menunjukkan bahwa perangkat yang dikembangkan menyebabkan lebih sedikit ketidaknyamanan dibandingkan dengan metode diagnostik tradisional. Kredit: Institut Sains dan Teknologi Korea

Potensi Penerapan dan Prospek Masa Depan

Perangkat yang baru dikembangkan ini juga berkontribusi terhadap perluasan teknologi pemantauan penyakit non-invasif berdasarkan keringat pada orang dewasa yang sehat. Selain itu, teknologi penghantaran obat melalui kulit dapat dimanfaatkan tidak hanya untuk menginduksi keringat tetapi juga untuk meningkatkan kecepatan penghantaran obat di space tertentu seperti kondisi kulit atau luka, sehingga mempercepat pemulihan.

Kim Joohee menyatakan, “Melalui penelitian kolaboratif selama dua tahun dengan Northwestern College, kami tidak hanya mengatasi keterbatasan metode yang ada dalam menginduksi keringat, namun juga mencapai keberhasilan dalam penelitian klinis, membawa kami selangkah lebih dekat ke komersialisasi.” Profesor John A. Rogers menambahkan, “Kami berencana untuk melakukan studi klinis dan komersialisasi skala besar, termasuk pada orang dewasa, di masa depan.”

Referensi: “Platform miniatur dengan antarmuka kulit untuk memicu induksi, penangkapan, dan analisis multikomponen kolorimetri quantity mikroliter keringat” oleh Joohee Kim, Seyong Oh, Da Som Yang, Larissa Rugg, Radhika Mathur, Sung Soo Kwak, Seonggwang Yoo, Shupeng Li, Evangelos E. Kanatzidis, Geumbee Lee, Hong-Joon Yoon, Yonggang Huang, Roozbeh Ghaffari, Susanna A. McColley dan John A. Rogers, 23 Februari 2024, Biosensor dan Bioelektronik.
DOI: 10.1016/j.bios.2024.116166