Sweat VIA System for Long-term Monitoring of Epidermal Sweat Dynamics

Abstract

In this paper, we develop the novel sweat monitoring device for long-term monitoring, so-called sweat VIA. To realize this platform, we fabricated an open truncated hole with a pair of nanomesh electrodes on the wall. Sweat is removed from the sensor using a hydrophilic CNT-PDMS sponge for reuse. This open shape allows that sweat passes through the hole for a sensing moment without leaving residues (e.g., salts or solutions). To do this, the next sweat can be monitored without any interference. As sweat fills the hole by perspiration, we successfully obtain sweat properties (sweat rate and its ion concentration) by measuring electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in a real-time manner. We have succeeded in off-body monitoring for more than 8 hours, demonstrating that long-term monitoring and reuse are possible. This enables the incorporation of sweat sensors into wearable devices, enabling long-term monitoring of biomarkers such as sweat ions (e.g., potassium and sodium) and metabolites, further improving the quality of patient care and providing personalized medicines, preventive care.|땀 검사는 개인의 건강을 비 침습적으로 진단하는 유익한 방법 중 하나이다. 본 논문에서는 Sweat VIA라는 장기 모니터링을 위한 새로운 땀 모니터링 센 서의 형태를 제안한다. 이 플랫폼을 실현하기 위해 입구와 출구가 모두 외부 로 열려 있으며, 벽면엔 한 쌍의 나노 메쉬 전극이 프린트되어 있는 원뿔 때 형태의 채널을 제작했다. 센서의 재사용을 위해 친수성 CNT-PDMS 스폰지를 사용하여 센서로부터 땀을 제거한다. 이 채널의 양 끝이 열려 있는 모양은 땀이 센싱 된 후 어떠한 잔여물 (예 : 염분 또는 용액)도 남기지 않고 채널을 통과하게 한다. 이로 인해 이전 단계의 간섭없이 다음 땀을 모니터링 할 수 있다. 땀이 Sweat VIA의 채널을 채울 때, 우리는 실시간으로 전기 화학 임피 던스 분광법 (EIS)을 측정하여 땀 특성 (땀의 양 및 이온 농도)을 얻을 수 있 다. Sweat VIA를 이용해 8 시간 이상 외부 모니터링에 성공하여 장기 모니 터링 및 재사용이 가능함을 입증했다. 이는 웨어러블 장치에 땀 센서를 결합 을 가능하게 함으로써 땀의 이온 (예 : 칼륨 및 나트륨)과 대사 산물 등의 바 이오 마커의 장기적인 모니터링을 가능하게 하고, 더 나아가 환자 치료의 질 을 향상시키고 맞춤형 의약품을 제공하는 등의 예방 의료를 가능하게 한다.