Sviluppo di un Sensore del Sudore a Cerotto Microfluidico (sweat sensor)

1. Valore di Fondo del Sudore: Il sudore ha guadagnato una significativa attenzione come biomarcatore chiave per diagnosticare la disidratazione e la disfunzione renale (ad esempio, uremia), poiché contiene indicatori essenziali che riflettono le concentrazioni ematiche, come elettroliti e metaboliti (creatinina, urea).

Transizione Tecnica: Per superare le limitazioni dei cuscinetti assorbenti convenzionali, come la contaminazione e l'evaporazione, è essenziale sviluppare dispositivi microfluidici flessibili e indossabili che consentano la raccolta immediata e l'analisi ad alta precisione.

Tendenze Nazionali e Internazionali: Mentre paesi come gli Stati Uniti stanno già utilizzando tecnologie di monitoraggio IoT in tempo reale nei settori militari e sportivi, in Corea c'è un urgente bisogno di acquisire dati fisiologici ottimizzati per la popolazione coreana e di stabilire un solido sistema di analisi medica.

2. Obiettivi Sviluppare una piattaforma microfluidica interfacciata con la pelle integrata con un biosensore SERS per il rilevamento ad alta sensibilità e in tempo reale del Sodio e della Creatinina per monitorare la disidratazione e la salute renale.

3. Piano di Ricerca

1. Selezione dei Soggetti: Reclutare e ottenere il consenso informato da pazienti che visitano l'ospedale con malattia renale (livelli di creatinina 1,5 mg/dL o superiori).
2. Programma Clinico: Condurre lo studio clinico nelle date programmate per gli esami del sangue di routine dei soggetti.
3. Applicazione del Cerotto: Applicare il cerotto per la raccolta del sudore e un cuscinetto di assorbimento di controllo su 1-2 aree del corpo (ad esempio, centro del torace, fronte).
4. Induzione del Sudore: Indurre la sudorazione facendo attendere i soggetti in una camera termica elettrica per 30 minuti.
5. Raccolta dei Cuscinetti di Assorbimento: Per i cuscinetti di controllo (che non possono raccogliere dati in serie temporali), applicarne due inizialmente e recuperarli durante le prime fasi della secrezione del sudore.
6. Raccolta del Cerotto Microfluidico: Misurare il volume di sudore raccolto (~100 uL per soggetto) per calcolare la perdita di sudore, quindi sigillare e trasportare in laboratorio.
7. Elaborazione del Campione Comparativo: Misurare il peso dei cuscinetti di assorbimento prima/dopo l'uso per determinare la perdita di liquidi. Estrarre campioni di sudore (~500 uL per soggetto) in micro-tube per il trasporto.
8. Controllo della Contaminazione: Utilizzare ghiaccio secco e contenitori termici durante il trasporto per prevenire il degrado o la contaminazione del campione.
9. Analisi Quantitativa & Valutazione: Eseguire l'analisi quantitativa dei livelli di sodio e creatinina da entrambi i campioni utilizzando il metodo proposto basato su SERS e strumenti analitici standard (HPLC o LC-MS). Confrontare le variazioni dei biomarcatori e della perdita di sudore nel tempo per valutare e riassumere lo stato di idratazione e i modelli di funzione renale di ciascun soggetto.