皮膚から排出されるガスが、いつの日か我々の健康状態をモニターするのに役立つかもしれないことが、初期の実験から示唆されている。
皮膚から放出されるガスが、健康管理機器の指標になる可能性
By Lisa Rapaport
May 6, 2022 -- 私たちはすでにスマートウォッチやフィットネストラッカーを持っており、1日の歩数、夜の睡眠時間、血圧が健康な範囲にあるかなど、自分の体に関することを知ることができる。
今、科学者たちは、ウェアラブル端末にセンサーを追加し、皮膚から放出されるガスに基づいて私たちの健康状態をさらに詳しく知ることができないか、実験を行っています。
このようなセンサーの開発プロセスの一環として、科学者たちは、植物組織の誘導体と電気活性プラスチック化合物から作られたフィルムを用いて、実験室で予備的なテストを行いました。このフィルムは、皮膚から排泄されるガスであるアセトンに触れると曲がることができることが、『PLOS One』誌に報告された。
このフィルムを水、エタノール、アセトンを含む溶液にさらすと、化学物質には反応してフィルムが曲がるが、水には反応しないことが確認された。
米国有害物質規制庁によれば、アセトンは植物や樹木に自然に存在する化学物質で、人体にも脂肪の分解により存在する。
低脂肪ダイエットをしているときや、妊娠中、糖尿病のときなどは、アセトンが多く作られる。運動、大量飲酒、身体的外傷も、体内のアセトン濃度の上昇につながる可能性があります。
「アセトンは、呼吸とともに吐き出されるだけでなく、手、腕、指など、アクセス可能な皮膚部位から皮膚ガスを通して放出されることが示されており、これにより、簡単かつ非侵襲的にアセトンサンプルを継続的に採取することができます」と、研究の主執筆者で、オハイオ州立大学（コロンバス）の工学教授 Perena Gouma, PhDは語っています。
これまでにも、科学者たちは、人が高いレベルのアセトンを吐き出したり、皮膚に高いレベルのアセトンを放出したりすると、血液中のアセトンレベルも高くなることを確認しています、とGouma氏は言います。
人間の汗に含まれるアセトンを測定できることを示す研究もあるが、こうしたセンサーは正確な測定値を得るために大量の汗を必要とし、連続的なモニターとしては機能しない、と研究者たちは述べている。
皮膚ガスからアセトンを測定する場合との違いは、読み取り値を得るために必要なガスが非常に少なく、24時間体制でモニターして経時的変化をよりよく特定できる可能性があることです。
「皮膚から健康問題を発見することは、まさに究極のフロンティアです」とGoumaは言う。「このプロジェクトは、まだ2〜3年先の話です。しかし、半年後にはコンセプトの実証ができ、1年後には人体実験を行いたいと考えています」。
全てがうまくいけば、このフィルムからウェアラブルデバイスに追加できるセンサーを作ることが目標になると、研究チームは言っています。スマートウォッチやフィットネストラッカー、あるいは耳の後ろや指の爪の上など、汗をかきにくい部分に装着する特殊なデバイスに使えるかもしれません。
テキサス大学ダラス校の教授で生体工学科長のシャリニ・プラサド博士（この研究には参加していない）は、このアイデアはある程度の可能性を持っているが、臨床試験以外で人々が身につけることのできる装置は、まだ先のことになりそうだと言う。
もし、皮膚から放出される化学物質のレベルと体内を循環する化学物質のレベルとの関連性がヒト試験でしっかりと立証されれば、いつか皮膚ガスを試験して特定の疾患のバイオマーカーを特定する機会が訪れるかもしれないとプラサド博士は言う。
