研究人員利用3D打印開發可通過汗液追蹤疾病的體外監測器

華盛頓州立大學研究人員開發的3D打印可穿戴健康監測器可通過汗液追蹤疾病風險。這種簡單、非侵入性的體外監測技術，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。

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合起來，創造出這樣的設備。”

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和生理指標。”

然而，研究人員指出，汗液中這些化學物質的含量極少，難以測量。盡管已開發出其它汗液傳感器，但它們復雜且需要專門設備和專業知識制造，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，利用獨特的一體成型制造工藝，制造了一款健康監測器。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。

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打印健康監測器，由微小的通道組成，用于測量汗液的產出率和生物標志物的濃度。這些微通道是通過3D打印技術制造的，因此無需額外支撐結構，避免了支撐結構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測器與實驗室結果進行比較后發現，他們的監測器能夠準確可靠地測量化學物質的濃度和出汗率。

3D打印在疾病監測技術中前景

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商業化。西悉尼大學商業化辦公室還提交了一份臨時專利申請，以保護與該技術相關的知識產權。

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。

來源：南極熊