非侵襲的な健康モニタリングを可能にする革新的な汗分析装置

韓国科学技術院（KIST）の研究者らは、ノースウェスタン大学のジョン・A・ロジャース教授と共同で、身体活動を必要とせず、皮膚を通して薬剤を投与することで発汗を刺激する発汗モニタリングデバイスの開発を発表しました。従来の発汗誘発には身体運動が必要でしたが、このデバイスは汗腺を刺激する薬剤を皮膚を通して直接投与します。

汗には、糖尿病から遺伝性疾患まで、様々な健康状態を追跡できるバイオマーカーが含まれています。血液採取とは異なり、汗を採取する方法は痛みがないため、ユーザーに好まれています。しかし、これまでは汗から十分な栄養素やホルモンを得るには激しい運動が必要であり、運動能力が制限されている人にとっては問題となっていました。

デバイスの開発 研究チームは、薬剤を含んだハイドロゲルに電流を流すことで汗腺へ薬剤を送達できる柔軟なデバイスを開発しました。このデバイスは小型で柔らかく、皮膚に容易に装着できます。薬剤によって誘発された汗はデバイス内のマイクロ流体チャネルに集められ、バイオセンサーを用いてバイオマーカーの分析が行われます。これにより、汗中のバイオマーカー分析が可能になり、検査のために時間のかかる病院への通院の必要性が軽減されるとともに、検査中のバイオマーカー汚染のリスクが低減され、精度が向上します。

研究チームが開発したデバイスを嚢胞性線維症の乳児に装着し、汗中のバイオマーカーである塩化物濃度を測定しました。その結果は、病院で採取された汗を分析する従来の方法と同等であり、98%以上の精度でした。また、皮膚温度とpH値の測定により、デバイスの皮膚上での安定性も確認されました。嚢胞性線維症は主に乳児期に発症するため、病状の進行と身体状態の継続的なモニタリングが必要です。このデバイスを用いることで、自宅で手軽にモニタリングを行うことができ、乳児とその保護者の精神的・肉体的負担を軽減することができます。

この新しいデバイスは、健康な成人における非侵襲的な発汗に基づく疾患モニタリング技術の発展に貢献します。さらに、経皮薬物送達技術は発汗を誘発するだけでなく、皮膚疾患や創傷などの局所領域への薬物送達速度を高め、治癒を促進することにも役立ちます。

KISTバイオニック研究センターのキム・ジュヒ博士は「ノースウェスタン大学との2年間の共同研究を通じて、既存の発汗誘導法の問題点を解決しただけでなく、臨床試験でも成功を収め、実用化に一歩近づいた」と語った。

ジョン・A・ロジャース教授は「将来的には成人も含めた大規模な臨床試験と商品化を行う予定だ」と付け加えた。

本研究は、科学技術情報通信部（李鍾鎬長官）の支援を受けたKIST主要プロジェクトおよび優秀若手研究者育成プログラム（RS-2023-00211342）の一環として実施されました。研究成果は、国際誌「Biosensors & Bioelectronics」（IF 12.6）の最新号にオンラインで掲載されました。

この研究の結果はScienceDirect 誌に掲載されました。