Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Seoul National University, in samenwerking met Carnegie Mellon University, heeft een nieuwe generatie draagbare biosensoren ontwikkeld die bloeddruk continu en in realtime kunnen meten. De technologie maakt gebruik van een ultradunne, flexibele elektronische pleister die eenvoudig op de huid wordt aangebracht en vormt daarmee een veelbelovend alternatief voor de traditionele manchetgebaseerde bloeddrukmeters.
Waar gangbare bloeddrukmeters beperkt zijn tot momentopnamen en vaak als oncomfortabel worden ervaren, biedt deze nieuwe technologie langdurige en nauwkeurige monitoring zonder hinder voor de gebruiker. Dit is met name relevant voor mensen met hypertensie, waar wereldwijd meer dan 1,3 miljard mensen mee kampen en maar bij een op de vijf (21%) van hen effectief onder controle is.
Innovatieve pleister
De pleister is gebaseerd op het principe dat de tijdsverschillen tussen elektrische (ECG) en mechanische (pols) signalen, gegenereerd door het hart, informatie geven over de bloeddruk. Door deze signalen bij elke hartslag te analyseren, wordt zowel de systolische als diastolische druk volledig non-invasief continu gemeten.
Een van de grootste uitdagingen bij het ontwikkelen van flexibele biosensoren is het combineren van flexibiliteit en 'rekbaarheid' en elektrische geleiding. Het onderzoeksteam maakte hiervoor gebruik van een uniek materiaal. Metaal dat bij kamertemperatuur vloeibaar blijft en dezelfde elasticiteit heeft als de menselijke huid. Om hiermee betrouwbare en nauwkeurige elektrische circuits te creëren, werd laserontering toegepast. Een innovatieve productiemethode waarbij microdruppeltjes vloeibaar metaal lokaal verhit worden met een laser, waardoor precieze en duurzame circuitpatronen ontstaan zonder het gebruik van extra chemicaliën.
Het resultaat is een sensor die uitstekende prestaties levert, zelfs onder extreme omstandigheden. De pleister blijft functioneren na meer dan 10.000 rekbewegingen en kan tot 700 procent van zijn oorspronkelijke lengte worden uitgerekt zonder kwaliteitsverlies.
Praktische toepassingen
De technologie werd succesvol getest bij het meten van bloeddrukveranderingen voor en na fysieke inspanning. De pleister bleek nauwkeuriger dan traditionele methoden en biedt daarmee waardevolle inzichten voor zowel klinisch gebruik als persoonlijke gezondheidsmonitoring.
Voor mensen met chronische aandoeningen zoals hypertensie biedt dit systeem een laagdrempelige manier om hun bloeddruk te monitoren in de thuissituatie, zonder tussenkomst van zorgprofessionals. Daarnaast maakt het realtime monitoring mogelijk tijdens sport of andere dagelijkse activiteiten, wat kansen biedt voor gepersonaliseerde gezondheidsinterventies en digitale coaching.
Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met Carnegie Mellon University en is gepubliceerd in de online editie van Advanced Functional Materials.
Integratie in smart wearables
De draagbare pleister kan op termijn worden geïntegreerd in bestaande smartwatches of als losstaand patch-device worden ingezet. Daarmee sluit het naadloos aan op de bredere trend richting zelfmanagement, preventieve zorg en de opkomst van data-gedreven gezondheidstoepassingen.
Volgens professor Seung Hwan Ko, leider van het onderzoek, biedt de technologie “een nieuwe interface voor de gezondheidszorg”, waarbij fysiologische signalen realtime en zonder ongemak kunnen worden geanalyseerd. De toepassingen reiken verder dan alleen hypertensie: ook in intensieve zorg, werkveiligheid en monitoring van gezondheidsparameters over langere periodes kan deze innovatie waarde toevoegen.
Technologie verder optimaliseren
De volgende stap in het onderzoek richt zich op het verder optimaliseren van de technologie. Co-onderzoekers Jung Jae Park en Sangwoo Hong werken aan de integratie van draadloze communicatie, AI-gebaseerde data-analyse en nieuwe substraatmaterialen. Doel is een volledig autonoom, intelligent systeem dat biosignalen niet alleen registreert, maar ook interpreteert en voorspellende inzichten biedt.
De verwachting is dat deze technologie een belangrijke bijdrage zal leveren aan het versnellen van de transitie naar een slimme, preventieve gezondheidszorg, waarin continue monitoring en gepersonaliseerde interventies centraal staan.
Slimme pleisters en wearables
Het idee om (monitorings)technologie in slimme pleisters te verwerken is niet nieuw. Al vaker schreven wij over de ePatch, ontewikkeld door Philips, die inmiddels al in meerdere ziekenhuizen en zorginstellingen ingezet wordt om vitale functies van patiënten continu, en op afstand, te monitoren. Onlangs werd deze slimme pleister nog gebruikt voor het meten van het hartritme bij een groep van 4Daagse wandelaars.
Twee maanden geleden schreven we over een innovatieve wearable waarmee patiënten met hart– en longklachten continu en non‑invasief kunnen worden gemonitord. De belt-achtige sensor, ontwikkeld door de University of Bath met Netrix, combineert ultrasone computertomografie (USCT) met een zachte, flexibele sensorarray die rond de borst wordt gedragen. In tegenstelling tot CT-scans levert het apparaat dynamische, hogeresolutiebeelden in realtime en zonder straling of verplaatsing van de patiënt.
