一種新的3D打印汗液傳感器可以更方便監(jiān)測(cè)健康指標(biāo)

南極熊導(dǎo)讀：雖然汗液收集作為不同疾病測(cè)試的一部分已經(jīng)存在，但并沒有像抽血那樣廣泛討論。特別是在囊性纖維化的測(cè)試中，傳統(tǒng)方法成本高昂且困難，因?yàn)樗鼈冃枰褂梦畨|或微孔管壓在皮膚上收集汗液。這需要訓(xùn)練有素的專業(yè)人員、特殊處理和昂貴的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。即使可穿戴設(shè)備出現(xiàn)，它們也是一次性使用的。然而，通過使用3D打印技術(shù)，研究人員能夠創(chuàng)造出一種新的可穿戴設(shè)備，他們聲稱這種設(shè)備擴(kuò)展了可穿戴汗液設(shè)備的功能，并在汗液分析領(lǐng)域取得了重大突破。

2023年5月29日，南極熊獲悉，夏威夷大學(xué)馬諾阿工程學(xué)院的研究人員基于3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)和制造了一種新穎的汗液傳感器。該傳感器通過測(cè)量汗液中的化學(xué)物質(zhì)和生物指標(biāo)來監(jiān)測(cè)人體健康狀態(tài)。

△3D打印汗液傳感器可以直接貼在皮膚上

這個(gè)3D打印的汗液傳感器采用了一種靈活且可定制的設(shè)計(jì)，可以適應(yīng)不同的皮膚形狀和尺寸。使用3D打印技術(shù)制造傳感器的好處之一是能夠快速、精確地定制和生產(chǎn)多個(gè)傳感器。

出汗對(duì)身體非常有益，它有助于體溫調(diào)節(jié)和排毒。然而，汗液也是醫(yī)生追蹤不同健康指標(biāo)的重要資源。研究人員指出，汗液不僅可以提供有關(guān)脫水、疲勞和血糖水平的線索，還有助于監(jiān)測(cè)更嚴(yán)重的情況，如囊性纖維化、糖尿病和心力衰竭。

僅在美國(guó)，估計(jì)有4萬名兒童和成人患有囊性纖維化，有37.3萬成人患有糖尿病，以及650萬患有心力衰竭。因此，汗液分析對(duì)于維持這些人的健康至關(guān)重要。

△用于汗液收集和分析的3D打印表皮微流控裝置的示意圖和光學(xué)圖像

借助3D打印技術(shù)，研究人員能夠靈活地開發(fā)這種創(chuàng)新設(shè)備。3D打印提供了所需的靈活性，使其能夠根據(jù)個(gè)體需求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)。

△3D打印汗液傳感器工作原理的示意圖

該傳感器是使用商業(yè)DLP打印機(jī)制造的（盡管未提及具體品牌），它是一種小型可穿戴設(shè)備，大小類似于兒童貼紙。該設(shè)備能夠收集和分析汗液，并具有多種獨(dú)特功能，研究人員認(rèn)為這些功能將推動(dòng)創(chuàng)新，使個(gè)人健康監(jiān)測(cè)更加簡(jiǎn)單、便捷和富有見解。例如，新聞稿提到了“多次抽取”汗液收集方法，該方法可以收集多個(gè)獨(dú)立的汗液樣本，以便在設(shè)備或?qū)嶒?yàn)室中進(jìn)行分析。

據(jù)研究人員稱，這種方法使得汗液收集更加高效，并有助于開拓在家進(jìn)行測(cè)試、儲(chǔ)存樣本以供未來研究，并更好地與現(xiàn)有健康監(jiān)測(cè)方法結(jié)合的可能性?？傮w而言，醫(yī)療3D打印在該領(lǐng)域的應(yīng)用是其中一個(gè)受益之處。

△該研究已發(fā)表在Science Advances上，題目為“具有空間工程 3D 流體的皮膚接口微流體系統(tǒng)，用于汗液捕獲和分析”（傳送門）

研究的一位作者，機(jī)械工程系助理教授Tyler Ray總結(jié)道：“3D打印技術(shù)使我們能夠創(chuàng)建具有前所未有復(fù)雜性的流體網(wǎng)絡(luò)和功能，從而為可穿戴汗液傳感器提供了全新的設(shè)計(jì)模式。對(duì)于智能運(yùn)動(dòng)衣來說，我們正在利用3D打印展示這種方法所帶來的巨大機(jī)遇，以制作易于使用、創(chuàng)新且成本效益的原型?！?br />
總的來說，該項(xiàng)目的目標(biāo)是開發(fā)出可穿戴的汗液傳感器，以提供便捷的健康監(jiān)測(cè)解決方案。這種創(chuàng)新的技術(shù)有望應(yīng)用于醫(yī)療保健、健身和運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，為個(gè)人提供更好的健康管理和疾病預(yù)防手段。