这种原型智能皮肤贴片提供了一种无痛、更简单的血采替代方法

摘要:

没人喜欢抽血,所以听到一些可能的替代方案总是好的。最新的一种方案是自供电皮肤贴片,它可以无痛地收集长达24小时的生物标志物化学物质。

原型微针贴片——顶部的黑色螺丝保持向下的压力,使针头与皮肤保持接触

抽取血液样本的过程不仅痛苦,而且对许多人来说“令人厌恶”,它还只能显示在抽取样本时血液中存在哪些明显的生物标志物。

如果医生想要了解一天中所有可能出现和消失的生物标志物,他们必须在24小时内采集多个样本。此外,分析这些样本可能非常复杂,因为它涉及分离血小板和红细胞等血液成分。

这就是实验性新型微针贴片的用武之地。它由北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的科学家开发。

该装置由一个聚合物外壳构成,内部有三层堆叠的材料——最上面是一层含甘油的聚丙烯酰胺水凝胶,中间是一条吸水纸,最下面是一排类似尖头钉的微针。当贴片贴在皮肤上并按压时,针头只会无痛地刺穿皮肤表层,而不会到达下面的神经末梢。

当接触到皮肤细胞周围的间质液 (ISF) 时,由甲基丙烯酸酯透明质酸制成的微针会膨胀,并开始将 ISF 吸入试纸中。液体中的生物标志物浓度与血液中的浓度相对应。

当ISF通过纸张中的微流体通道并与水凝胶层接触时,凝胶和ISF之间的甘油不平衡会产生所谓的渗透压。这种压力会将更多的ISF从皮肤吸入纸张,直到纸张饱和。

最后一步,将贴片从皮肤上取下,将纸条从贴片上取下,然后快速轻松地分析纸片中的间质液。“间质液样本更‘干净’——它不需要像血液那样经过处理才能进行检测,”首席科学家、隶属于两所大学的迈克尔·丹尼尔教授说道。“从本质上讲,它简化了生物标志物检测流程。”

在合成皮肤模型上进行的实验室测试中,该贴片可在15分钟内收集可测量的间充质干细胞(ISF),并可持续吸收和储存长达24小时。科学家们能够精确测量ISF中的皮质醇水平,并开发出一种可自动完成这项工作的电子贴片纸处理装置。目前,用于测量其他生物标志物的装置正在研发中。

“贴片最大的成本在于制造微针,但我们认为其价格与血液检测的成本相比很有竞争力,”丹尼尔说道。“抽血需要用到小瓶、针头,通常还需要一位采血技师。而贴片则完全不需要这些东西。”

该技术的人体测试目前正在进行中。相关研究论文最近发表在《芯片实验室》(Lab on a Chip)杂志上。

资料来源:北卡罗来纳州立大学

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