Teknologi kesehatan

Sensor Keringat Memungkinkan Pemantauan Artritis dari Rumah

mm
Diterbitkan
Diperbarui
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google

Seiring kemajuan teknologi medis, upaya untuk menghasilkan diagnosis yang lebih akurat dan tidak terlalu invasif terus dilakukan. Sebagai contoh, teknologi rontgen pertama, disusul USG, MRI, dan teknologi pemindai lainnya, memungkinkan cedera dan masalah lain dideteksi serta dinilai tanpa tindakan invasif. Demikian pula, ketika bagian dalam tubuh perlu diamati, sayatan yang sangat kecil dan kamera fleksibel kini dapat digunakan sebagai pengganti operasi yang lebih invasif.

Tren lainnya adalah analisis biokimia untuk mendeteksi masalah kronis secara dini. Sebagai contoh, pemantauan glukosa merupakan alat penting untuk mendeteksi, mencegah, dan memperlambat perkembangan diabetes.

Karena itu, para peneliti kerap mencari biomarker baru yang dapat membantu menilai kondisi medis secara murah dan tanpa rasa sakit melalui cairan tubuh.

Para peneliti di University of Alberta (Kanada) dan Northumbria University (Britania Raya) telah menciptakan jenis baru sensor pakai noninvasif yang menggunakan keringat untuk melacak biomarker terkait artritis reumatoid dan gout. Sensor ini dapat memungkinkan pemantauan yang jauh lebih berkelanjutan, sebagai pengganti pemeriksaan serologi berkala (analisis serum dan cairan tubuh), pencitraan, serta penilaian klinis yang digunakan saat ini.

Hasil penelitian mereka diterbitkan di Chemical Engineering Journal1, dengan judul “Sensor keringat pakai untuk pemantauan artritis”.

Beban Artritis yang Terus Meningkat

Ketika sendi rusak akibat penyakit rematik, sebagian besar kasus disebabkan oleh gout atau artritis reumatoid.

Artritis reumatoid adalah kondisi autoimun sistemik yang dipicu oleh faktor genetik dan lingkungan yang kompleks, dan umumnya bersifat stabil.

Sebaliknya, gout pada dasarnya merupakan gangguan metabolisme yang ditandai oleh kejenuhan asam urat dan pembentukan kristal monosodium urat di dalam sendi. Karena itu, gout sangat berkaitan dengan pola makan dan gaya hidup, terutama konsumsi daging merah, kerang-kerangan, minuman manis, dan alkohol dalam jumlah besar.

Oleh sebab itu, jumlah kasus penyakit rematik diperkirakan akan meningkat pesat dalam waktu dekat, dengan hampir 96 juta kasus gout di seluruh dunia pada 2050. Peningkatan ini diperkirakan terutama terjadi di wilayah yang sumber daya layanan kesehatannya sudah terbatas, seperti Afrika.

Wilayah yang layanan kesehatannya sudah kurang memadai akan kesulitan menangani penyakit seperti ini, sebab peralatan, alat diagnostik, dan prosedur yang tersedia saat ini mahal.

“Diagnosis saat ini mengandalkan aspirasi cairan yang invasif, pemeriksaan serum (misalnya, asam urat (UA) dan protein C-reaktif (CRP)), serta pencitraan seperti tomografi terkomputasi energi ganda (DECT), ultrasonografi, atau pencitraan resonansi magnetik (MRI).”

Masalah lain pada diagnosis saat ini adalah metode yang membutuhkan infrastruktur intensif ini tidak cukup sering digunakan untuk pemantauan berkelanjutan, karena tidak dapat menangkap perubahan fisiologis yang cepat sebelum serangan akut terjadi.

Karena itu, peningkatan yang memungkinkan dinamika penyakit dilacak dengan lebih baik dapat mendukung intervensi lebih dini dan terapi yang dipersonalisasi.

Pemantauan Metabolik melalui Keringat

Beragam Biomarker untuk Dipantau

Semakin banyak penelitian menunjukkan bahwa kondisi metabolik tubuh pasien dapat diketahui dari komposisi keringatnya. Sebagai contoh, keringat dapat digunakan untuk mengukur kadar garam pada fibrosis kistik.

Demikian pula, gout dan artritis reumatoid dapat dipantau melalui keberadaan pemicu metabolik (asam urat, xantin, hidrogen peroksida) dan protein inflamasi (CRP, kalprotektin, serta sitokin).

Menariknya, protein-protein ini juga terbukti berguna untuk memantau penyakit seperti penyakit radang usus (IBD).

Untuk mendeteksi molekul-molekul ini dalam keringat dengan perangkat pakai, asam urat merupakan kandidat yang menjanjikan karena menjadi penyebab langsung gout. Beragam solusi potensial tersedia untuk sensor pakai, termasuk sensor UA enzimatik elektrokimia, sensor berbasis elektroda, sensor berbasis nanozim atom tunggal, biosensor mikrofluida, hidrogel jaringan ganda plasmonik, dan sebagainya.

Karena gout terjadi akibat purin dimetabolisme menjadi asam urat, molekul perantara dalam proses ini, yaitu xantin, juga merupakan kandidat yang baik. Untuk mendeteksinya, ada pula berbagai teknologi potensial, termasuk perangkat mikrofluida kolorimetrik, tambalan elektrokimia fleksibel, biosensor multi-enzim fleksibel, biosensor elektrokimia, dan sebagainya.

CRP (C-Rreaktif Protein) adalah salah satu protein inflamasi yang relevan dengan penyakit artritis. Perangkat SWEATSENSER, yang dikembangkan oleh Enlisense, menggunakan elektroda oksida seng (ZnO) dengan antibodi CRP untuk mengukur CRP dalam keringat tidak diencerkan. Perangkat lain seperti “InflaStat” patch wearable nirkabel atau sensor elektrokimia lainnya juga memungkinkan.

Namun, sitokin umumnya terlalu besar untuk terdapat dalam jumlah banyak di dalam keringat, sehingga sulit dideteksi. Sensor berbahan graphene dapat berguna untuk mendeteksi sitokin TNF-α, sedangkan lapisan tipis ZnO yang difungsionalisasi dengan antibodi monoklonal pada membran berpori dapat digunakan untuk mendeteksi sitokin IFN-γ.

Sitokin IL-1 dan IL-6 juga dapat dideteksi, tetapi penggunaannya untuk pemantauan dengan perangkat yang dapat dikenakan masih lebih jarang diteliti, meskipun “SWEATSENSER” mungkin juga dapat menjalankan fungsi tersebut. Perangkat yang sama juga dapat digunakan untuk mendeteksi beberapa sitokin sekaligus.

Imun sensor elektrokimia serupa dengan platform SWEATSENSER dan IBD AWARE juga dapat digunakan untuk mengukur protein kalprotektin, penanda hayati peradangan penting yang secara tradisional diukur dalam serum atau tinja. Dalam kasus ini, pemantauan selama beberapa hari yang mengungkap ritme sirkadian yang berbeda pada penanda peradangan sangat menarik bagi para peneliti medis.

Rekayasa Antarmuka Kulit-Sensor

Substrat yang Tepat

Agar sensor keringat yang dapat dikenakan berfungsi, diperlukan antarmuka kulit-sensor yang stabil, aman, dan nyaman.

Bagian pertama adalah substrat yang menjembatani ketidakcocokan mekanis antara elemen sensor yang kaku dan kulit yang lunak serta lentur. Untuk penyakit-penyakit ini, hal tersebut bisa sangat sulit karena kulit di atas sendi yang sedang mengalami peradangan akibat artritis reumatoid atau gout sering kali tegang, terasa “panas”, dan nyeri tekan secara tidak normal. Karena itu, berbagai polimer sintetis, matriks berpori, dan integrasi tekstil telah dijajaki.

Ini mencakup platform polimer sintetis dan elastomer, yang sering menggunakan polietilena tereftalat (PET) dan polimida (PI), serta antarmuka berpori (kertas selulosa) dan hidrogel.

Pilihan lainnya adalah mengintegrasikan substrat langsung ke dalam tekstil, metode yang memiliki keunggulan sekaligus tantangan tersendiri.

“Tekstil ideal untuk pengindraan elektrokimia melalui benang konduktif atau tinta cetak saring, tetapi sifatnya yang tidak tembus pandang menjadi tantangan bagi metode optik. Sistem mikrofluida pada kain yang menggunakan pola lilin hidrofobik atau oktadekana dapat mengarahkan keringat ke zona sensor tertentu.”

Kinerja vs. Kepatuhan Pengguna

Sensor yang paling efisien belum tentu paling relevan secara medis, sebab pasien yang merasa tidak nyaman cenderung kurang optimal dalam menggunakan perangkat medis.

“Deformitas sendi yang parah, kekakuan pada pagi hari, dan hilangnya ketangkasan motorik halus secara signifikan membuat mekanika perangkat—seperti kekakuan substrat dan kemudahan pemasangan—pada akhirnya menentukan kelayakan klinis sensor. Plester perekat kulit masih menjadi standar, tetapi inovasi telah meluas ke bentuk yang terintegrasi pada aksesori, berbasis tekstil, dan modular.”

Salah satu pilihannya adalah plester mikrofluida, yang menempel sedekat mungkin dengan kulit.

“Plester yang menempel pada kulit banyak diminati karena dapat meminimalkan volume mati dengan menempel langsung pada kelenjar keringat. Pengembangan lebih lanjut mencakup “InflaStat”, sistem terintegrasi penuh yang menggabungkan iontoforesis dan perangkat elektronik nirkabel untuk mengukur CRP secara otomatis.”

Pada aksesori dan tekstil yang dapat dikenakan, salah satu tantangannya adalah memperhitungkan perubahan anatomi yang spesifik akibat penyakit. Sebagai contoh, sensor berbentuk cincin untuk memantau penanda hayati aterosklerosis dan artritis dapat berguna untuk analisis, tetapi cincin tersebut tidak akan terpasang tanpa rasa sakit pada sendi yang mengalami deformitas.

Karena itu, para peneliti berpendapat bahwa integrasi tanpa celah ke dalam pakaian longgar merupakan pilihan yang lebih baik, misalnya serat komposit nanotabung karbon/graphene yang difungsionalisasi dengan aptamer dan ditenun langsung ke dalam kain komersial.

“Bentuk tekstil ini menghilangkan kebutuhan akan langkah pemasangan yang rumit, sehingga tidak memerlukan cara pemakaian yang kompleks, sekaligus menyediakan platform yang menyerap keringat dan mengurangi kelelahan untuk pemantauan waktu nyata.”

Cara lain untuk meningkatkan sensor ini adalah memisahkan elemen sensor dari perangkat keras pemrosesan atau menggunakan pengambilan sampel sesaat.

“Sistem ini sangat bermanfaat bagi pasien yang keterbatasan ketangkasannya membuat mereka tidak mampu memasang plester yang dapat dikenakan dengan rumit. Contohnya termasuk sensor “berbasis sentuhan” yang memungkinkan pemeriksaan cepat pada titik tertentu, seperti strip berlapis hidrogel yang ditekan dengan ujung jari.”

Sensor yang Tepat

Secara umum, efektivitas platform wearable apa pun bergantung pada antarmuka transduksinya, yaitu bagian tempat deteksi kimiawi benar-benar berlangsung.

“Pemilihan metode transduksi elektrokimia sangat ditentukan oleh sifat fisik biomarker sasaran—seperti aktivitas elektrokimia, ukuran molekul, dan kelimpahannya dalam tubuh. Sebaliknya, metode optik sering kali memungkinkan pembacaan di titik layanan tanpa peralatan, sehingga metabolit seperti asam urat dapat diperiksa sewaktu-waktu.”

Keragaman molekul yang dapat dideteksi dan sensor yang berpotensi digunakan menghasilkan begitu banyak kombinasi, sehingga tersedia beragam pilihan sensor wearable.

Metode yang tersedia mencakup penginderaan elektrokimia, yang mendeteksi perubahan arus saat molekul hadir, serta penginderaan optik, yang mendeteksi perubahan warna (pada sensor kolorimetrik), fluoresensi, atau transparansi saat molekul tersebut hadir.

Terakhir, reaksi untuk mendeteksi secara spesifik molekul yang menjadi sasaran (pengenalan biologis) perlu dimediasi oleh suatu unsur di dalam sensor. Hal ini dapat dilakukan dengan enzim, antibodi, aptamer (urutan pendek untai tunggal DNA, RNA, XNA, atau peptida), atau katalis.

Dari Prototipe ke Protokol Medis

Saat meninjau kemungkinan teknis sensor semacam ini, masalahnya sering kali tampak sudah teratasi. Namun, dalam praktiknya masih ada kesenjangan antara prototipe laboratorium dan sensor komersial yang dikaitkan dengan protokol diagnostik serta keputusan terapeutik yang telah ditetapkan.

Untuk menjadikan deteksi molekul sebagai titik data yang bermanfaat dan terbukti secara medis, diperlukan penelitian klinis serta perbandingan dengan pilihan medis yang sudah ada.

Gangguan pengukuran akibat kondisi kehidupan nyata juga dapat menjadi masalah. Gangguan ini dapat berupa perubahan konsentrasi yang tidak berkaitan dengan penyakit, maupun “biofouling”, yaitu ketika keringat pada dasarnya “membutakan” transduser.

“Faktor fisik (seperti laju pengeluaran keringat yang berubah-ubah, penguapan keringat, dan pencampuran volume mati) dapat meningkatkan konsentrasi biomarker secara artifisial atau mengaburkan resolusi temporal, sedangkan perubahan lingkungan mikro (seperti fluktuasi pH) dapat secara mendasar mengubah kinetika elektrokatalitik dan menyamarkan muatan sasaran.”

Penelitian kini beralih dari membran pasif ke arsitektur aktif yang mencegah pengotoran, seperti hidrogel peptida yang menyaring zat pengganggu.

Produk akhirnya seharusnya berupa sensor wearable yang andal dan tahan lama, dengan manfaat yang telah terbukti dalam penelitian klinis berskala besar, serta terhubung ke berbagai sistem komputasi awan dan aplikasi untuk memberikan prakiraan gejala penyakit yang akurat bagi dokter maupun pasien.

Tujuan akhirnya adalah agar, setelah sensor ini terbukti akurat dalam mendeteksi serangan gout yang akan datang, hasil deteksinya dapat memicu pemberian obat secara langsung dan otomatis ke dalam sendi untuk mengurangi atau menghilangkan gejala.

Jadi, pada akhirnya, perangkat wearable terbaik untuk artritis bukan sekadar yang paling unggul secara teknis. Pilihannya juga bergantung pada apakah pembacaan biomarker dapat diandalkan untuk memandu pengobatan, memprediksi serangan, atau mendukung perubahan gaya hidup yang bermanfaat.

Berinvestasi di Biosensor

Abbott Laboratories

ABT Grafik Harga

Dengan kehadiran yang kuat di bidang perangkat medis dan diagnostik, Abbott termasuk perusahaan “farmasi besar” yang paling sesuai dengan jenis penelitian yang dibahas dalam studi ini.

Perusahaan yang telah berusia 138 tahun ini mempekerjakan lebih dari 114.000 orang, beroperasi di lebih dari 160 negara, dan membukukan penjualan sebesar $44,3 miliar pada 2025.

Produk biowearables Abbott, FreeStyle Libre dan Lingo, produk untuk pembacaan glukosa pada diabetes, merupakan contoh baik bagaimana monitor wearable dapat membawa peningkatan signifikan pada kondisi medis dan kehidupan sehari-hari pasien. Dan terbukti menjadi bisnis bernilai multi miliar dolar.

“Portofolio Libre, lini unggulan Abbott untuk pemantauan glukosa kontinu, merupakan perangkat biowearable yang paling banyak digunakan di seluruh dunia dan membantu lebih dari 8 juta orang mengelola kadar glukosa mereka dengan lebih baik.”

Pada 2025, lini bisnis diagnostik menghasilkan $8,937 miliar, sedangkan perawatan diabetes menghasilkan $8 miliar. Hal ini menjadikan penginderaan, pengukuran, dan bisnis terkait sebagai bagian inti perusahaan. Segmen penting lainnya adalah nutrisi ($8,4 miliar) serta perawatan kardiovaskular, khususnya implan ($12,3 miliar).

Ini bukan berarti Abbott pasti akan mengembangkan sensor keringat untuk memantau artritis. Namun, perusahaan yang memiliki keahlian luas di bidang sensor kemungkinan akan diuntungkan oleh pertumbuhan pemantauan biologis dalam berbagai aplikasi medis baru. Pasarnya sendiri sudah mencapai $14B di seluruh dunia, hanya untuk pemantauan glukosa.

Hal ini terutama mungkin terjadi jika perusahaan yang sama juga memiliki keahlian mendalam di bidang diagnostik molekuler secara umum, serta menjadi pemimpin dalam pengujian berbagai molekul seperti troponin, penanda penyakit menular, komposisi darah, dan sebagainya.

Selain prospek ini, calon investor tetap perlu menilai dengan cermat bisnis perusahaan lainnya, serta lini penelitian dan pengembangan yang berfokus kuat pada implan kardiovaskular, susu formula bayi, biosensor canggih (Libre Duo), dan diagnostik kanker.

Berita dan Perkembangan Saham Terbaru Abbott Laboratories (ABT)

Studi yang Dirujuk

1. Appurva Tiwari, Ben Bin Xu, dan Xuehua Zhang. Sensor keringat yang dapat dikenakan untuk memantau artritis. Chemical Engineering Journal. 1 Desember 2026. Artikel: 182747. Volume 549.

10.1016/j.cej.2026.182747

mm

Jonathan adalah mantan peneliti biokimia yang bekerja dalam analisis genetik dan uji klinis. Ia kini menjadi analis saham dan penulis keuangan dengan fokus pada inovasi, siklus pasar, dan geopolitik dalam publikasinya 'The Eurasian Century'.