BITS利用3D打印制造新型非侵入式便攜設備，用于檢測和監測糖尿病
時間：2023-09-04 09:07 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2023年9月1日，來自印度海得拉巴比爾拉技術與科學研究所(BITS) 的研究人員推出了一種利用3D打印便攜設備檢測和監測糖尿病的新方法。通過利用 3D 打印技術，研究人員制作了一種便攜式設備，能夠分析汗液樣本中存在的葡萄糖和乳酸濃度。該研究得到了特倫甘納邦科學技術委員會(TSCOST) 的支持，證明了汗液作為關鍵分析底物的天然潛力，特別是對于持續跟蹤 1 型和 2 型患者的血糖水平糖尿病。
正如 Sanket Goel 教授所概述的，該設備的制作涉及 3D
打印、CO2激光技術和石墨烯電極的整合。此外，學生們還負責在開發過程中從內部提取石墨烯。Goel教授表示：“該系統的非侵入性特性消除了使用血液樣本來測量血糖水平的需要。它也可以與血液一起工作，其創新之處在于它需要汗液樣本來檢測乳酸濃度。”
△研究人員利用機器學習來精準測定乳酸濃度。圖片來自 BITS。
低成本且有效的替代方案
Goel教授強調了該設備識別乳酸水平的機制。他說該設備基于電化學發光（ECL）進行操作。該設備通過在引入汗液作為輸入時發射電信號來發揮作用。隨后，發生化學反應，產生光發射作為輸出。通過測量光強度，可以確定乳酸的濃度。此外，通過使用機器學習，研究人員能夠確定對治療至關重要的乳酸濃度。他們設計了一種連接到智能手機的便攜式設備，通過應用程序顯示代謝數據。據研究人員稱，該設備正在開發為可穿戴版本，用于持續監控。他們計劃與一家公司（目前匿名）合作，在6-9個月內推出該設備，每件產品的預期成本為300-400盧比（3.63-4.84美元）。
△比爾拉（Birla）技術與科學學院校園。 圖片來自 BITS
3D打印增強糖尿病監測和治療
英國斯塔福德郡大學的研究人員開發了一種經濟高效的3D 打印鞋墊，具有集成傳感功能，可預防糖尿病足潰瘍。3D
打印鞋墊使用可調結構來檢測行走時的壓力點，幫助臨床醫生識別脆弱患者的潰瘍早期跡象并避免截肢。這種基于 TPU
的靈活設計由連體六邊形組成，可保護糖尿病患者的腳免受壓力。隨著時間的推移，微觀結構的損傷不斷累積，有助于繪制脆弱區域的地圖。經過 2,000
次測試循環后，鞋墊經久耐用，壓力閾值為 252 kPa。
△斯塔福德郡大學團隊開發的傳感器鞋墊、內部結構以及根據其測試性能繪制的圖表。圖片來自英國皇家學會開放科學雜志。
希臘國立卡波迪斯特里亞大學的研究人員開發了一種3D
打印設備，允許糖尿病患者僅使用汗水和標準智能手機來監測血糖水平。該團隊使用Flashforge Creator Pro 3D
打印機和導電絲，制造了一個帶有三個塑料電極的電化學環（或“e
環”）。一旦連接到微型電路板，傳感器就會使用生物標記物準確跟蹤血糖水平，與傳統的血糖儀針相比，提供侵入性較小的自檢選項。由于傳統酶傳感器的局限性，該方法轉向基于汗液的生物標記物。連接到三星J5智能手機的鍍金傳感器在糖誘導的“人工汗液”測試后顯示出精確的讀數。這種方法有望成為易于使用、精確的內部
3D 打印血糖儀。
△研究人員的 3D 打印“電子環”（如圖）可以連接到標準 Android 智能手機。照片來自《分析化學》雜志。
(責任編輯：admin)
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