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3D打印“e环”为糖尿病患者提供无痛监测

科学家从雅典国立和卡普德拉斯大学有3D打印了一种新型设备,使糖尿病患者能够仅使用汗水和标准智能手机监测血糖水平。

利用A.Flashforge Creator Pro 3D打印机和导电灯丝,该团队能够制造一个电化学环(或“e环”),具有三个塑料电极。一旦连接到一个微型电路板上,这些传感器被证明能够使用生物标记物来精确跟踪佩戴者的血糖水平,为他们提供了一种侵入性更小的自我检测方法,可以替代常规血糖仪所见的针头。

研究人员的3D打印“e环”(如图)可以连接到标准的安卓智能手机上。照片通过分析化学杂志。

设计一种不那么痛苦的血糖仪

对于估计的3400万美国患有糖尿病的美国人,葡萄糖监测是日常生活的现实,而大多数人使用酶发式体传感器跟踪他们的血糖水平。然而,虽然这些设备在家中准确且易于使用,但它们通常需要使用痛苦的针对采样,这可能会劝阻频繁的测试。

对于敏感的患者来说,这种影响可能是致命的,因为不频繁的检测可能会使他们的血糖水平失控。为了避免这种情况,近年来人们开发了一些侵入性较低的电极负载可穿戴设备,但由于生产成本高,大多数人无法使用这些设备。

此外,许多现有的设备仍然依赖于测量病人的酶水平,但这些取决于诸如温度和pH等因素,而这些因素在最终使用情况下是不可控制的。另一方面,汗液包含了许多生物标记物,这些标记物不是条件依赖性的,并且表明了人类的健康状况,因此研究小组选择用汗液作为他们的新型血糖仪的基础。

科学家们使用tpu和载碳PLA的组合3D打印出了e环。图像通过分析化学杂志。

3D打印“e环”监视器

科学家们使用商业双挤出3D打印机和TPU创造了他们的可耐磨物,目的是使它们尽可能可访问和灵活。虽然它们最终产生了四种不同的原型,但每个都具有相同的基本布局:在其内部具有三个碳基电极的绿色圆柱形结构。

一旦印刷,研究人员将它们的传感器电镀在金中,使它们能够通过电路板连接到a三星J5智能手机,用于显示葡萄糖读数。为了测试他们的设备,该团队随后将它们暴露于含糖的“人造汗水”的解决方案,发现更高水平的金覆盖率产生更高的准确性。

在稍后的评估中,志愿者在膳食之前,期间和之后穿着电子戒指,并且在进食后,该装置拾起了血糖水平的显着增加。大约两个小时后,传感器检测到测试受试者的葡萄糖水平倒回正常,证明其在将汗腺生物标志物转化为读数中的功效。

虽然与标准血凝仪获得的读数相比,电子环展示了小的偏差,但希腊团队认为这些队伍坚持认为这些可以通过进一步的研发来整流。事实上,科学家们对他们的设备的精确度如此充满信心,他们认为他们的研究为在房屋内印刷的3D印刷了3D的刺激仪铺平了道路,无论是在医院的终用场景中都是如此。

可穿戴添加剂的进步

近年来,3D印刷的可穿戴电子设备已成为研究的热门话题,其中一些项目已经产生了独特的生物监测能力的设备。

一个以克拉克森大学例如,已经创建了紫外线敏感3D打印生物传感器当受到不同程度的辐射时,它们会改变颜色。这种设备的设计是为那些生活在较温暖气候下的人设计的,当他们可能过度暴露在阳光下时,可以告知他们。

的研究人员Sungkyunkwan University.还制作了个性化健康监测的生物传感器应用程序。利用商业化的打印头和含糖支架,该团队能够创建可访问的设备,证明能够检测某些身体压力信号的变化。

在其他地方,科学家来自明尼苏达大学展示了一种新颖的方法3D打印微型可穿戴传感器。使用定制Aerotech3D打印机,团队能够创建独特导电的多层材料,最终最终将直接印在志愿者的皮肤上。

研究人员的研究结果详细发表在他们题为《智能手机可寻址的3D印刷电化学环,用于人类汗液中葡萄糖的非酶自我监测这项研究是由Vassiliki Katseli、Anastasios Economou和Christos Kokkinos共同撰写的。

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特色图片显示科学家的3D印刷电子环血糖监测仪正在测试。照片通过分析化学杂志。