研究人員利用3D打印開發(fā)可通過汗液追蹤疾病的體外監(jiān)測器

2024年6月21日,，南極熊獲悉,，華盛頓州立大學研究人員開發(fā)的3D打印可穿戴健康監(jiān)測器可通過汗液追蹤疾病風險,。這種簡單,、非侵入性的體外監(jiān)測技術(shù),，可用來追蹤健康狀況并診斷常見疾病,，如糖尿病,、痛風、腎病或心臟病,。

△汗液可以提示潛在的健康狀況

華盛頓州立大學博士生,，論文第一作者Chuchu Chen說：“糖尿病是一個世界性的大問題。我認為3D打印可以改變醫(yī)療保健領域,，我想看看我們是否可以將3D打印與疾病檢測方法結(jié)合起來,，創(chuàng)造出這樣的設備。”

△該研究已發(fā)表在《ACS Sensors》雜志上,，題目為“用于原位汗液分析和生物標志物檢測的3D打印柔性微流體健康監(jiān)測器”（傳送門）

汗液可以提示潛在的健康狀況

汗液中含有許多重要的代謝物,，可以反映健康狀況。與血液采樣不同,，汗液采樣非侵入性,。例如，汗液中的尿酸水平可以顯示患痛風,、腎病或心臟病的風險,；葡萄糖水平可用于監(jiān)測糖尿病,；乳酸水平則可顯示運動強度,。

西悉尼大學機械與材料工程學院助理教授Kaiyan Qiu指出：“出汗率也是人們健康的一個重要參數(shù)和生理指標�,！�

然而,，研究人員指出，汗液中這些化學物質(zhì)的含量極少,，難以測量,。盡管已開發(fā)出其它汗液傳感器，但它們復雜且需要專門設備和專業(yè)知識制造,，同時必須具備柔韌性和伸縮性,。

為了驗證這一概念，研究人員采用了3D打印技術(shù),，利用獨特的一體成型制造工藝,，制造了一款健康監(jiān)測器。同時,，他們利用單原子催化劑和酶促反應增強了信號,，可以測量低水平的生物標記物。監(jiān)測器上的三個生物傳感器會隨著生化水平的變化而改變顏色,。

△3D打印開發(fā)體外監(jiān)測設備示意

西悉尼大學機械與材料工程學院研究教授Annie Du指出：“使用單原子催化劑來提高健康監(jiān)測儀的靈敏度和準確性,，這是一個非常新穎的方法�,！�

3D打印健康監(jiān)測器,，由微小的通道組成，用于測量汗液的產(chǎn)出率和生物標志物的濃度,。這些微通道是通過3D打印技術(shù)制造的,，因此無需額外支撐結(jié)構(gòu)，避免了支撐結(jié)構(gòu)在移除時可能引起的污染問題,。

研究人員將志愿者手臂上的監(jiān)測器與實驗室結(jié)果進行比較后發(fā)現(xiàn),，他們的監(jiān)測器能夠準確可靠地測量化學物質(zhì)的濃度和出汗率。

△3D打印的體外健康監(jiān)測器,，具有良好的柔性和拉伸強度

3D打印在疾病監(jiān)測技術(shù)中前景

目前,，研究人員僅選擇了三種生物標志物進行測量，未來,，他們還可以增加更多的生物標志物,，而且這些生物標志物還可以定制。

研究人員目前正在努力進一步改進設備的設計和驗證,。他們還希望將這項技術(shù)商業(yè)化,。西悉尼大學商業(yè)化辦公室還提交了一份臨時專利申請，以保護與該技術(shù)相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán),。

這項工作得到了美國國家科學基金會,、美國疾病控制和預防中心以及啟動資金的資助。