Schweißsensoren in der Kleidung: Gesundheits-Check der Zukunft

Immer mehr technische Gadgets finden ihren Weg in unser Alltagsleben – auch wenn es um die Gesundheit geht. Fitnessapps, Smartwatches & Co. sind schon seit einiger Zeit keine Seltenheit mehr. In Echtzeit analysieren sie wichtige Gesundheitsparameter und verhelfen uns so zu einem gesünderen Lebensstil. Forschende sind momentan dabei, noch ungewöhnlichere Methoden für eine unkomplizierte Gesundheitsüberwachung zu entwickeln. So zum Beispiel eine smarte Toilette, die für die Früherkennung bestimmter Krankheiten zum Einsatz kommen soll. Außerdem könnte Kleidung mit integrierten Schweißsensoren künftig bestimmte Gesundheitswerte in Echtzeit erfassen. Forschende der Tufts-University (USA) stellten dieses Konzept, welches sowohl im Alltag als auch beim Sport Verwendung finden könnte, kürzlich im englischsprachigen Fachjournal „NPJ Flexible Electronics“ vor.

Gesundheitsüberwachung mit Schweißsensoren

Fitnessarmbänder und Smartwatches sind schon längst dazu in der Lage, unsere Herzfrequenz, die Körpertemperatur und den Glukosegehalt zu messen oder die zurückgelegte Gehstrecke zu erfassen. Wenn es um die menschliche Gesundheit geht, spielt sich aber auch Vieles auf der molekularen Ebene ab. Über den Schweiß lassen sich wichtige Biomarker, wie Elektrolyte und andere Moleküle identifizieren, die genaue Schlüsse über den Zustand unserer Gesundheit erlauben. Bei den neu entwickelten Schweißsensoren handelt es sich um spezielle Fäden, welche sich direkt in die Kleidung einarbeiten oder in ein Pflaster integrieren lassen. Daraus resultiert ein flexibles elektronisches Sensorfeld für eine Schweißanalyse in Echtzeit. Um verschiedene Biomarker erfassen zu können, erhielten die Fäden eine spezielle Beschichtung mit leitfähiger Tinte. Je nach Beschichtung üben die Fäden dann eine bestimmte Funktion aus. Die ermittelten Daten gibt der Sensor anschließend an einen Mikroprozessor weiter. Letzterer ist auf die drahtlose Kommunikation mit einem Smartphone ausgelegt.

Sensoren messen verschiedene Biomarker

Die neue Sensortechnik ist den Forschenden zufolge dazu in der Lage, folgende im Schweiß enthaltene Stoffwechselmarker in Echtzeit zu analysieren:

• Natrium- und Ammoniumionen
• Laktat
• Säuregrad (pH-Wert)

Bei unterschiedlichen Tests mit mehreren Probanden erwies sich die neue Entwicklung bereits als vielsprechend. Eine maximale Belastung auf dem Heimtrainer diente als Versuchsaktivität. Dabei erfassten die Sensoren die Entwicklung der Elektrolyt- (Ionen) und Metabolitenreaktion (Laktat) in Zeitabständen von fünf bis 30 Sekunden. Außerdem sei es möglich, zusätzliche Sensoren einzuarbeiten. So könne so gut wie jeder Biomarker, der im menschlichen Schweiß vorhanden ist, gemessen werden.

Dient der Beurteilung von Gesundheitszustand und Stressbelastung

Schwitzen tut jeder. Ebenso wie die intelligente Toilette bietet sich die Schweißanalyse deshalb als unkomplizierte Möglichkeit zum alltäglichen Gesundheits-Check an. Hinzu kommt, dass der menschliche Körper mit dem Schweiß zahlreiche Biomarker ausscheidet. Die direkte Körpernähe sowie die Flexibilität der Sensoren ermöglichen eine konstante Verfolgung des Gesundheitszustandes, aber auch der (Stress-)Belastung und der Leistungsfähigkeit der Testperson in Echtzeit – ohne dass diese den Sensor als störend empfinden würde. So kann zum Beispiel die Natriumkonzentration ein Hinweis auf ein mögliches Elektrolytungleichgewicht sein oder auf den Hydratationszustand der jeweiligen Person aufmerksam machen. Die Laktatkonzentration kann wiederum auf eine Muskelermüdung hinweisen. Weitere Biomarker, wie beispielsweise Chloridionen oder Cortisol, ermöglichen die Überwachung der zystischen Fibrose bzw. die Einstufung von emotionalem Stress oder von Stoffwechsel- und Immunfunktionen. Der diagnostische Nutzen der Schweißanalyse sei also sehr vielfältig, resümiert das Forschungsteam. Vielleicht können wir alle schon bald davon profitieren…

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