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纹身型传感器贴身更“贴心”

日期: 2016-06-07
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      弹性可拉伸电子元器件能直接贴服在皮肤上了。不仅如此,它还能够测量重要的生命体征,比如呼吸频率、心率、大脑电波活跃程度、体温、血液含氧量等,为实时监测人们关心的身体状况提供数据。更特别的是,它们越来越隐形,诸如“生物贴”、“纹身”传感器、测皮肤热性能的柔性设备,以及“智能胰岛素贴”等,就像 临时纹身一样,让人感觉更贴身、更贴心,正在越来越广泛的领域获得应用。

纹身型传感器贴身更“贴心”

“生物贴”可感知生命体征
       2013年,美国剑桥学区MC10公司发布了世界上第一款能与身体贴合很好的电子产品,它是专门为运动员定制的,被称为“检测之光”(Checklight),能够感知鸭舌帽和头部之间的压力。
      现在,这家公司正在开发一种弹性的、像贴纸一样的传感器,被称为“生物贴”(Biostamp),据说能够探测到大脑、肌肉和心脏的相关数据。关于这款产品具体的细节和应用还不得而知,但是,该公司创始人、技术总监鲁兹博贺·哈法瑞说:“在医疗中应用的这种生物贴有望今年上市。”
       MC10公司正在与生物制药公司UCB和罗切斯特大学,共同开发一种能够帮助运动及神经系统疾病患者检测的“生物贴”,这家公司还曾与韩国研究人员合作开发出另一种传感绷带贴,能够帮助帕金森疾病患者通过检测震颤程度适量给药。
MC10公司另一个创始人、伊利诺伊州立大学教授约翰·罗杰斯2014年曾在《科学》杂志上这样说,这些“生物贴”的原理主要是基于贴合皮肤的传感器以及无线传输两种技术。另外,与MC10公司的研究重点不同的是,以约翰·罗杰斯命名的实验室正在研究设计一种让研究人员能无线监测人类睡眠模式或者在重症监护病房对新生儿进行检查的“生物贴”。
“纹身”传感器能测血液指标
       在东北大学,海瑟·克拉克副教授发明了一种“纹身”传感器,能够注射到皮肤中来监测钠、葡萄糖和其他血液测试中常见的5个指标。这个“纹身”含有能发荧光的微型传感器,用设定好App的iPhone就能根据拍照测得荧光水平,进而了解血液指标。
此外,这个研究团队还开发出另一种“纹身”传感器,能够监测锂的水平,可以用来治疗躁郁症。它能帮助医生针对每个病人确定合适剂量的药物。到目前为止,该团队已能监测小鼠身体中的锂含量。克拉克说,虽然这些设备还未进入人体测试,但实验室正在寻找对此感兴趣的合适的合作伙伴开始临床试验。
柔性电子设备洞见皮肤性能
       化妆品巨头欧莱雅科技企业孵化器全球副总裁古逸夫·百陆琪日前表示,欧莱雅可能看起来不太会在电子领域有所突破,但是公司有兴趣使用薄的、 灵活的、可伸缩的设备来跟踪随着时间推移带来的皮肤变化。化妆品制造商已开始使用这类设备来测量与年龄有关的皮肤热性能了。虽然这些柔性电子设备现在只是被用于测试,但总有一天欧莱雅能把它变成一款商业产品,帮助人们更多地学习和了解自己的皮肤。百陆琪和其他研究人员在2015年公共科学图书馆《PLOS ONE》期刊上发表文章描述了这种检测皮肤热性能的柔性电子设备。
“智能胰岛素贴”等可监测血糖
      就在今年6月,北卡罗来纳州州立大学研究人员创造出“智能胰岛素贴”,在不足硬币大小的空间里,有100多个含有胰岛素的微型针头,当血糖水平过高 时,它可以感知并迅速释放胰岛素。研究人员在小鼠身上实验后发现,这种智能贴能持续作用长达9个小时,他们希望能够继续开发出能在人体上持续数天的增强型 无痛智能贴,但目前仍未进入临床实验。另外,在圣地亚哥,约瑟夫·王的团队正在研究一种可以测量血糖的“纹身”,它能让糖尿病患者生活起来更方便。事实上,不间断监测血糖的想法并不新 鲜,一种叫做手表式血糖仪的产品已经获得了监管部门的批准,但在2001年因为对皮肤造成刺激最终停产。为了防止这种刺激,研究人员在电子设备上面覆盖了 凝胶。王说,他的团队正在开发的这种新型集成电子设备已经取得一定进展,但是尚不清楚它能否改变过去那种手表式血糖仪带来的坏印象。此外,研究团队最近还 证明了如何用充满墨水的钢笔与葡萄糖和其他化学物质产生反应,进而在身体上直接生成传感器,相关描述文章发表在今年2月的《先进医疗材料》杂志上。
      到目前为止,绝大多数“纹身”仍然在初级概念实验原型阶段,真正进入市场的产品还没有出现,最先有望上市的将是MC10公司的“生物贴”

 

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