U istraživačkim laboratorijima Eindhovena nastaje tehnologija koja bi mogla promijeniti tradicionalni odnos prema laboratorijskoj dijagnostici. Ne dolazi iz farmaceutskih giganta nego iz start‑up tvrtke DXcrete, proizašle iz sustavnog rada na Eindhoven University of Technology (TU/e). Riječ je o nosivom flasteru koji prikuplja sitne količine znoja i u njima traži biomarkere povezane s bubrežnom funkcijom. Ideja zvuči poput neobičnog zaokreta u medicini: umjesto krvi, analiza ide preko znoja, a flaster postaje svojevrsni „decentralizirani laboratorij“.

Tehnološki pristup i razvojni okvir

Začetna motivacija ovog pristupa leži u kroničnoj bubrežnoj bolesti, ali i u širem području biomedicinske elektronike koje se posljednjih godina ubrzano razvija pod zajedničkim nazivnikom BEA – „bio‑electronic applications“. BEA označava novu generaciju minijaturnih sustava koji integriraju elektroniku, biološke senzore i mikrofluidiku u nosive ili implantabilne oblike. DXcrete flaster pripada upravo tom rastućem spektru BEA‑tehnologija, koje pokušavaju zamijeniti povremene laboratorijske pretrage nizom diskretnih mjerenja u realnom vremenu.

Broj oboljelih od kronične bubrežne bolesti globalno se kreće oko deset posto populacije, a rutinsko praćenje uključuje učestale krvne i urinarne testove. Kod mnogih pacijenata ti se testovi provode nekoliko puta mjesečno, nerijetko uz neugodu, logističke komplikacije i emocionalni stres. Tehnologija koja može ponuditi barem djelomično rasterećenje takvoga režima već time otvara vrata vrlo širokom interesu.

DXcrete flaster kombinira mikrofluidne kanale, elektrode i senzorske module u jednom tankom sloju koji se postavlja na kožu. Glavna tehnička dosjetka sustava skriva se u kontroli mikrokapljica znoja. Budući da većina pacijenata u mirovanju proizvodi premalo znoja za klasične metode analize, uređaj se oslanja na „electrowetting“ – manipulaciju sitnim kapljicama pomoću električnog polja. Upravo je povezivanje electrowettinga i problema transporta znoja predstavljalo ključni iskorak u razvoju flastera: jedan član njezina doktorskog povjerenstva prepoznao je kako bi se taj koncept mogao iskoristiti za usmjeravanje mikrovolumena tekućine kroz mikrokanale.

Taj trenutak otvorio je put daljnjem razvoju. Start‑up vode Emma Moonen i Tim Grob, bivši stručnjak iz Philipsa. Moonen i njezin suosnivač su, uz bespovratnu potporu od 185 tisuća eura iz NWO, Nizozemske organizacije za znanstvena istraživanja (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek) Faculty of Impact, osnovali poduzeće DXcrete, dok je TU/e u projekt ušao i vlasničkim udjelom putem TU/e Participations. Time je laboratorijska ideja prerasla u formalnu tehnološku inicijativu s jasnim komercijalnim ambicijama.

Moonen je tehnologiju razradila tijekom svog doktorskog istraživanja posvećenog neinvazivnom praćenju putem diskretizirane mikrofluidike. Iako se prototip još nalazi izvan komercijalne faze, temelji su postavljeni: validacija korelacije biomarkera između znoja i krvi, certifikacijski procesi, materijali koža‑kompatibilnosti i mehanika bežičnog prijenosa u realnim uvjetima.

Paralelni razvoj srodnih tehnologija

Prototip flastera trenutno može prikupljati i analizirati biomarkere u znoju. Razvojni fokus nalazi se na kreatininu i povezanim parametrima. Sustav komunicira putem Bluetootha i funkcionira kao svojevrsni “sweat‑on‑a‑chip” – kompaktni mikrofluidni sustav u kojem se uzorkovanje, transport i analiza odvijaju na jednoj platformi. Podatke prikuplja polukontinuirano, u nizu manjih uzoraka, te ih bežično šalje prema prijemnom uređaju. Takav pristup omogućuje model praćenja u kojem laboratorijski nalazi prestaju biti striktno vezani uz bolnicu, a započinje razdoblje pasivnog nadzora – bez igle, bez vrećice za urin, bez čekanja.

No ambicije tima idu znatno dalje. Moonen navodi kako je cilj integrirati i druge senzore za različite biomarkere u znoju; među prvima bi to mogao biti senzor za laktat koji je razvio partnerski laboratorij iz Belgije. Plan je omogućiti da se, po potrebi, na istu čip‑platformu priključe različiti senzorski moduli, čime bi se analiza mogla prilagođavati kliničkim potrebama. U narednim mjesecima DXcrete se usmjerava na optimizaciju prikupljanja znoja u stanju mirovanja te na osiguravanje dodatnih izvora financiranja. Ti će koraci omogućiti širenje tima i pokretanje pretkliničkih studija. Cilj je tijekom sljedeće godine započeti formalna klinička ispitivanja i ući u postupak dobivanja CE‑certifikacije, čime bi se flaster kao BEA‑uređaj mogao plasirati na medicinsko tržište.

Iako DXcrete cilja bubrežne pacijente kao početnu skupinu, tehnologija se očito može širiti i na druga područja. Analiza znoja već godinama intrigira inženjere i biomedicinske znanstvenike. Znoj je uglavnom voda, ali preostali „postotak“ sadrži molekule koje nose informacije o metabolizmu, ravnoteži elektrolita, stresu i drugim fiziološkim procesima. BEA‑tehnologije spojile su te spoznaje s minijaturizacijom elektronike i mikrofluidike, stvarajući platforme koje u teoriji mogu obaviti dio laboratorijskog posla izvan laboratorija.

Projekt KERMIT, razvijan unutar europskih istraživačkih programa, nastoji konstruirati flaster koji simultano mjeri kreatinin, ureu i cistatin C. U tom se sustavu koristi iontoforeza – aktivna stimulacija žlijezda znojnica – kako bi i kod pacijenata u mirovanju proizvodnja znoja bila dovoljno pouzdana za analizu. Time se otvara prostor za šire i kompleksnije praćenje bubrežne funkcije.

Drugi smjer dolazi iz područja intersticijske tekućine (ISF). Microneedle‑flasteri, razvijeni u laboratorijima u Sjedinjenim Državama, omogućuju ekstrakciju minimalnih količina tekućine ispod kože bez klasičnog uboda. Te iglice ne ulaze u krvne žile i ne izazivaju bol, a novije verzije sustava oslanjaju se i na samonapajanje, koristeći mehaničke pokrete tijela. Takvi uređaji ciljaju nadzor glukoze, laktata i drugih metabolita te su jednako dio šire BEA‑paradigme.

Slično tome, istraživači iz KAIST‑a razvili su flaster koji simultano detektira urinsku kiselinu, laktat i tirozin, što omogućuje praćenje gihta, metaboličkog stresa i bolesti jetre. Mreže mikrokanala i tankoslojnih elektroda unutar mekih, prilagodljivih materijala potvrđuju da se mikrofluidika učvrstila kao jedan od nosivih stupova moderne bio‑elektroničke dijagnostike.

Izazovi, mogućnosti i smjerovi budućeg razvoja

Šira slika otkriva niz zajedničkih izazova: znoj se ne izlučuje jednoliko, koncentracije biomarkera često su niže nego u krvi, a pouzdanost detekcije mora se rigorozno provjeriti. Osim toga, uspjeh ovakvih uređaja ovisi i o kliničkoj logistici – interpretacija podataka, integracija u protokole i dugoročna primjena moraju biti jasno definirani.

Unatoč ograničenjima, trend ostaje stabilan: medicina se polako udaljava od modela u kojem se mjerenja obavljaju isključivo u bolnicama i putem invazivnih pretraga. Nosiva dijagnostika otvara prostor za kontinuirano praćenje, mogućnost ranog uočavanja pogoršanja i smanjenje potrebe za hospitalizacijama. Upravo BEA‑pristupi omogućuju takva rješenja, spajajući elektroniku, biologiju i materijale u funkcionalne, svakodnevno primjenjive sustave.

Niti jedan od opisanih sustava – uključujući DXcrete – ne može zamijeniti standardnu laboratorijsku analitiku u akutnim ili hitnim kliničkim situacijama. Sustavi za analizu znoja ili intersticijske tekućine najbolje funkcioniraju kao alati za dugotrajni nadzor, za prepoznavanje trendova i za praćenje stabilnih kroničnih bolesnika izvan bolnice. U intenzivnoj medicini i dalje će dominirati krvni testovi koji omogućuju brzu, preciznu i potpunu sliku fiziološkog stanja.

Unatoč tome, pomicanje dijela dijagnostike iz bolnice prema svakodnevnim, diskretnim, nosivim rješenjima predstavlja važnu promjenu. Sustavi poput DXcrete flastera pokazuju kako bi se u bliskoj budućnosti određeni segmenti medicinskog nadzora mogli odvijati na koži pacijenata – kontinuirano, pasivno i bez nelagode koja je stoljećima bila sastavni dio medicinske prakse.

Ako klinička ispitivanja potvrde pouzdanost i korisnost ovakvih tehnologija, a regulatorni procesi otvore prostor za njihovu primjenu, flasteri koji čitaju biomarkere mogli bi postati standardni dio opreme za kronične bolesnike. Riječ je o polaganom, ali jasnom pomaku prema medicini u kojoj se podaci prikupljaju u realnom vremenu, a praćenje bolesti postaje preciznije, dostupnije i manje invazivno.

U tom se smislu i razvoj DXcrete flastera uklapa u širu transformaciju koja obuhvaća sve – od BEA‑tehnologija do microneedle‑sustava i inteligentnih mikrofluidnih platformi. Kad se sve uzme u obzir, jasno je da laboratorij budućnosti više neće biti jedno mjesto nego cijeli niz malih, neprimjetnih uređaja koji djeluju u pozadini. Medicinska dijagnostika polako se seli iz ambulanti u svakodnevni život, a "flaster koji čita bubrege" tek je jedan od prvih konkretnih znakova te promjene.