Invloed van temperatuur op transcutane bloedgasdiffusie: CAPNOS-project (CAPNOS)

Vanuit klinisch oogpunt is de arteriële kooldioxide (CO2) druk - paCO2 - een bijzonder interessant fysiologisch gegeven omdat het informatie geeft over de goede werking van het cardiorespiratoire systeem. De huidige "gouden standaard"-meting van deze paCO2 vereist echter een arteriële punctie, een operatie waarvoor gekwalificeerd personeel nodig is, een snelle analyse van de verzamelde bloedmonsters, en brengt risico's en ongemak voor de patiënt met zich mee. In feite wordt de transcutane partiële druk van CO2 - tcpCO2 - vaak gebruikt als een indirecte maat voor paCO2, vanwege de goede correlatie met de laatste. De huidige tcpCO2-monitoren zijn echter omvangrijk, duur (€ 10-20k) en vertonen een aanzienlijke drift, waardoor de meetelektrode elke 4-8 uur opnieuw moet worden gekalibreerd. Bovendien verhitten deze monitoren de huid tot temperaturen tussen 41 en 44°C, wat kan leiden tot brandwonden, vooral bij gebruik bij zuigelingen.

Een alternatief voor de huidige tcpCO2-monitoren lijkt inderdaad zeer gewenst. Met name gezien de opkomst van draagbare elektronica, zou een oplossing die polspulsoximeters benadert, maar voor CO2-meting, een onmiskenbare troef zijn die niet kan worden bereikt zonder een herziening van de tcpCO2-meettechnologie.

Het is in deze mondiale context dat het huidige onderzoek zich afspeelt; om een ​​draagbare tcpCO2-sensor te ontwikkelen, moeten twee hoofdwegen worden verkend. Enerzijds is het noodzakelijk om de modaliteiten van CO2-diffusie door de onderhuidse weefsels en de huid naar een extern medium (omgevingslucht of sensor) te kennen. Anderzijds is het nodig om een ​​betrouwbare techniek te ontwikkelen om CO2 te meten door middel van een tegen de huid geplaatste sensor en dit met een minimale drift.

Het huidige onderzoek richt zich uitsluitend op het eerste van deze twee sporen, namelijk op het fenomeen van CO2-diffusie door de huid. De literatuur over dit onderwerp is inderdaad oud en onvolledig. Met name de diffusiesnelheid van CO2 door de huid als functie van de huidtemperatuur is niet bekend. Deze variatie is echter van cruciaal belang voor de dimensionering van een tcpCO2-sensor in termen van autonomie. De diffusiesnelheid van CO2 door de huid heeft namelijk een directe invloed op de reactietijd van zo'n sensor.

Het huidige onderzoek is dan ook puur verkennend, met als doel nieuwe kennis in de fysiologie te verwerven. Het heeft tot doel de lacunes in de literatuur over de variaties van de transcutane CO2-diffusiesnelheid als functie van de temperatuur op te vullen, met als langetermijndoelstelling een nieuw type tcpCO2-sensor te ontwikkelen die de beperkingen van de huidige monitoren omzeilt. Het doel is niet om een ​​nieuw type tcpCO2-sensor te ontwikkelen, maar om de diffusiesnelheid van CO2 door de huid te karakteriseren met behulp van een systeem dat speciaal voor dit onderzoek is ontwikkeld. Het gebruikte meetsysteem is een experimenteel hulpmiddel en niet bedoeld om als medisch hulpmiddel op de markt te worden gebracht. Het meet inderdaad een CO2-stroomsnelheid en geen partiële druk - partiële druk die, ter herinnering, de hoeveelheid van klinisch belang is.