在皮膚上「塗鴉」就可監測健康狀況?

作者 : Gina Roos,Electronic Products主編

密蘇里大學的工程師已證明,使用鉛筆和紙在皮膚上繪製生物電子就可以用來監測個人健康…

密蘇里大學工程師的報告指出,可以使用鉛筆和紙在皮膚上繪製生物電子設備來監測個人健康。研究表示,工程師採用了低成本的方法來開發皮膚生物醫學電子設備。

這樣研究描述了使用日常鉛筆和紙作為工具來製造具有成本效益的一次性皮膚電子設備,而非通常透過在軟性聚合物基板上構圖傳統的無機材料、新型有機材料或奈米材料,所開發製造的皮膚電子產品,這些材料可能既昂貴又複雜。項研究描述使用日常鉛筆和紙作為工具來創建具有成本效益的一次性皮膚電子設備,這些設備包括用於熱刺激器的生物物理感測器和汗液生化感測器、濕度能量收集器和經皮輸藥系統(transdermal drug-delivery systems,TDDS)。

研究人員還演示了基於鉛筆紙的天線、2D和3D電路,以及可重新配置的結構。

「許多現有的商業皮膚生物醫學設備通常包含兩個主要元件——生物醫學追蹤元件和周圍的軟性材料(例如塑料)——以為該原件提供支撐結構,以保持與人體的皮膚上連接。」工學院助理教授Zheng Yan在一份聲明中說。

「用於開發皮膚生物醫學電子設備的常規方法通常很複雜,而且生產成本通常很高。」他補充,「相反,我們的方法是低成本且非常簡單,可以使用廣泛使用的鉛筆和紙來製造類似的設備。」

研究表示,鉛筆繪製的石墨圖案被用作導電跡線和感應電極,而辦公室影印紙被用作基材。研究人員發現,含有90%以上石墨的鉛筆能夠傳導大量能量。

憑藉石墨含量93%的鉛筆,他們能夠創建在商業辦公影印紙上繪製的各種皮膚生物電子設備。研究發現,這些設備可以對一系列重要的生物物理和生化訊號(包括皮膚溫度)進行即時、連續和高保真監測,包括皮膚溫度、心電圖、肌電圖、alpha、beta和theta節奏、瞬間心率、呼吸頻率,以及汗液的pH值、尿酸和葡萄糖,並提供程編程的熱刺激。研究人員還發現,所記錄的訊號與傳統方法所測量的訊號具有可比較性。

研究人員認為,可在紙上使用生物相容性噴霧式膠著劑,以幫助其更好地黏在皮膚上。下一步是進一步開發和測試生物醫學元件的使用,包括電生理、溫度和生化感測器。

研究人員發現,在Covid-19大流行期間,該技術在橫跨家庭、個性化的醫療保健、教育和遠距科學研究中獲得廣泛的應用。這些應用範圍包括從繪製生物醫學設備到監測人的睡眠品質,再到在家進行研究。

這項名為「Pencil-paper on-skin electronics」的研究發表在《美國國家科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)》上。研究經費由密蘇里大學的啟動基金提供,並獲得美國國家科學基金會(National Science Foundation)、空軍科學研究所(Air Force Office of Scientific Research)和美國國立衛生研究院(National Institutes of Health)的資助。

(參考原文:Monitor your health by drawing bioelectronics on your skin,by Gina Roos,EDN Taiwan Anthea Chuang編譯)

 

 

掃描或點擊QR Code立即加入 “EETimes技術論壇” Line 群組 !

 EET-Line技術論壇-QR

發表評論