Zweet vervangt naald: pleister als alternatief voor bloedafname

Miljoenen nierpatiënten wereldwijd ondergaan prikken voor bloedafnames of leveren potjes urine in. Start-up DXcrete wil daar een einde aan maken met een slimme pleister die doorlopend zweet analyseert en daar een schat aan informatie uithaalt. Oprichter en TU/e-onderzoeker Emma Moonen: “Met onze technologie hoeven patiënten niet meer voor elke meting naar het ziekenhuis én kunnen we continu monitoren. Zo signaleren we een verslechtering veel eerder en zijn hevige ingrepen hopelijk minder vaak noodzakelijk.”

Zweet meten

Emma Moonen promoveerde in maart 2024 cum laude bij de faculteit Mechanical Engineering en richtte samen met oud-Philips-medewerker Timon Grob de start-up DXcrete op. Hun missie: het zweet van patiënten meten om daar op pijnloze en comfortabele wijze een schat aan informatie uit te halen. “Zweet bestaat voor 99 procent uit water, maar in die ene procent reststoffen zit ongelofelijk veel informatie over je gezondheid”, legt Moonen uit. “Tot nu toe halen we die informatie uit urine- of bloedmonsters. Dat vereist potjes met plas inleveren of bloedprikken. Het kost tijd, is onprettig en levert bovendien slechts een momentopname op. Onze meetmethode is pijnloos, werkt continu en is in hoge mate betrouwbaar.”

Minuscule druppels verplaatsen met elektrische spanning

DXcrete ontwikkelde een systeem om druppels zweet van ongeveer één nanoliter – dat is een miljardste van een liter – te verzamelen en verplaatsen naar geïntegreerde sensoren. De technologie hierachter heet elektrowetting. Dit is een methode waarbij elektrische velden druppeltjes vloeistof voortbewegen. In dit geval richting een klein ‘reservoir’ waar de metingen plaatsvinden.

Digitale billboards

Elektrowetting zelf is niet nieuw. Moonen: “De techniek wordt al toegepast in bepaalde digitale billboards, waarbij waterdruppels zich in olie verplaatsen, als kleine poeltjes inkt die zich herschikken onder invloed van elektrische spanning.” E-readers gebruiken een verwante techniek: daar bewegen elektrisch geladen zwarte en witte pigmentdeeltjes in microcapsules, die samen een pagina vormen. “Wij hebben hetzelfde principe toegepast op het menselijk lichaam, specifiek om zweet te verzamelen en te verplaatsen.”

Van onderzoek naar start-up

Het idee om zweet te verzamelen via elektroden ontstond tijdens Moonens promotieonderzoek binnen de onderzoeksgroep Microsystems van hoogleraar Jaap den Toonder, in samenwerking met een consortium met onder andere Philips, het Eindhovense Catharinaziekenhuis en enkele MKB bedrijven. “Ons doel was een methode te ontwikkelen om patiënten die in rust liggen te kunnen monitoren via zweet, maar het probleem is dat mensen in rust nauwelijks transpireren”, vertelt ze. “Vandaar de noodzaak om druppels te kunnen ’transporteren’ naar en verzamelen in een ‘reservoir’, dat ook nog heel klein is trouwens.”

Doorbraak

Een doorbraak kwam toen een lid van haar promotiecommissie de link legde tussen elektrowetting en de mogelijkheid om hiermee zweet voort te bewegen. Met een NWO-subsidie van 185.000 euro uit het Faculty of Impact-programma richtten Moonen en haar zakenpartner DXcrete op, met de TU/e als aandeelhouder via TU/e Participations.

Focus op nierpatiënten

De eerste concrete toepassing waar DXcrete aan werkt, richt zich op het meten van kreatinine, een afvalstof die door de nieren uit het bloed wordt gefilterd. Moonen: “De hoeveelheid van die stof in het bloed zegt veel over de gezondheid van de nieren. Een teveel kan duiden op nierfalen.”
Volgens de Nierstichting kampt een op de tien Nederlanders met chronische nierschade. Ook meldt de stichting dat een dialyse ongeveer 80.000 tot 120.000 euro per jaar per patiënt kost. “Met onze technologie kunnen we patiënten continu monitoren, zonder dat ze voor elke meting naar het ziekenhuis hoeven. Dat maakt het mogelijk een verslechtering van de situatie veel eerder te signaleren, waardoor hevige ingrepen hopelijk minder vaak noodzakelijk zijn.”

Momentopname voorkomen

De reis naar het ziekenhuis kan de meetresultaten zelfs al beïnvloeden. “Als je dichtbij woont en op de fiets naar je ziekenhuisafspraak gaat, zit er bijvoorbeeld al meer kreatinine in je bloed door de lichaamsbeweging”, aldus Moonen. “Met onze methode voorkom je dat soort momentopnames en pik je veranderingen in lichaamswaarden sneller op.”

Sensorpleister

Omdat de BEA als een soort sensorpleister op het lichaam ligt, merk je er als patiënt weinig van. Het doel is om de BEA enkele dagen tot weken op het lichaam te kunnen dragen voordat deze aan vervanging toe is.Hoewel het apparaat bloedafnames niet volledig zal vervangen, kan het de frequentie ervan wél aanzienlijk verminderen. Moonen:

Initiële bloedmonsters blijven nodig

“Helemaal ‘bloedvrij’ krijgen we de kliniek nog niet, maar we hopen wel de stap te zetten naar een veel meer ‘zweet-minded’ benadering. Onze oplossing haalt uit zweet veel frequenter informatie dan bij bloedprikken en maakt het mogelijk patiënten continu te monitoren. Voor de signalering van de ziekte blijven bloed- of urinemonsters nodig, maar daarna kunnen we de BEA inzetten om het verloop te volgen zonder steeds opnieuw te hoeven prikken.”

Nieuwe sensor, nieuwe toepassing

Het huidige prototype werkt via Bluetooth en is als het ware ‘sweat-on-a-chip’. “We willen ook andere sensoren integreren, die andere informatie uit het zweet halen. Een Belgische partij heeft bijvoorbeeld een sensor voor het meten van lactaat ontwikkeld. Die willen we integreren, zodat je elke keer een andere sensor aan de chip kunt koppelen, die steeds andere stoffen kan analyseren.”

Optimaliseren

De komende maanden staan in het teken van het optimaliseren van de zweetopname in rust en het verkrijgen van meer financiering. “Daarmee kunnen we ons team uitbreiden en preklinische studies starten” , vertelt Moonen. Het doel is om volgend jaar met patiëntentesten te beginnen en ervoor zorgen dat hetproduct als medisch hulpmiddel voldoet aan de richtlijnen voor CE-markering om het op de markt te kunnen brengen.

Bron: Martijn van Best/ TU Eindhoven
Openingsfoto: Voorbeeld van hoe de draagbare pleister van DXcrete op het lichaam kan worden gedragen. Foto: Bart van Overbeeke

Lees ook: Meander Medisch Centrum schaft twee da Vinci 5-operatierobots aan