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前沿洞察丨身体状况早知道 通过汗液检测健康的传感器

前沿洞察丨身体状况早知道 通过汗液检测健康的传感器
2020年09月23日 14:06 新浪网 作者 金恪望潮科技

  装在衣服上的汗液传感器,检测你是否健康

  现在,很多可穿戴健康设备都安装了微型传感器,借助智能手环等设备,人们可以追踪体温、心率、步数等各式各样的数据,以分析自己的健康指数。

  运动和疾病都会造成数据波动,通过观察变化规律,用户可以知道自己的心率是否正常,睡眠是否安稳,或者是否缺乏锻炼。最终对自己的健康程度有大致的了解。

  不过现有的可穿戴设备虽然已经无限贴近人的身体和皮肤,却无法对体液、皮肤代谢物或其他生物指标加以利用。

  为了更有效地利用人体分泌物,塔夫茨大学的工程师们近日分享了最新研究成果。他们开发了一种柔性电子传感贴片,可以缝在衣服上,采集并分析汗液,获取一系列生物指标,包括钠离子和铵离子(电解质),pH 值和乳酸等参数。

  研究人员表示,传感器是以贴片的样式制作的,可以安装在创可贴的纱布上。这样一来,汗水既可以被传感器捕捉、分析,还可以透过纱布蒸发。而且纱布的四周是经过密封处理的,与皮肤贴合紧密,阻止了汗液四散。

  汗液中的钠可以反映出电解质是否平衡,氯离子水平可用于诊断和监测囊性纤维化,乳酸浓度可以显示肌肉是否疲劳,皮质醇能够评估压力水平和新陈代谢状态。

  这些数据通常用于衡量专业运动员的身体状况,其科学性已经获得了普遍认可。

  研究者表示,选择汗水是因为汗水很容易收集,且能做到无创收集。液体中含有的生物标志物与血浆水平密切相关,可以作为一种出色的替代诊断液体。

  从研究结果来看,项目的可行性已经得到的验证,钠离子、铵离子和 pH 值等生物指标都可以测量出来。不过研究人员承认,目前研究仍缺少严格的标准化测量流程和经过统计学验证的数据组。

  未来他们希望让这种柔性的电子传感设备更加普及,配合其他模块和传感器阵列,就能独立运行并执行分析工作。通过涂有导电材料的细线,传感器就可以集成到衣服中。如果在其表面使用不同的涂层,就能用于检测不同的生物指标,然后无线传输到手机应用当中。

  可以取代传统键盘的“纸片”

  现今不仅是平板电脑越做越薄,就连键盘也也可以薄到跟纸张一样!

  这个蓝牙键盘等于一张纸上面印有一些数字,防水、可折叠。最重要的是不需要装电池,就利用每次按键时产生的动能转化为电力来供应BLE蓝牙连接。

  用户不必担心水倒在上面会损坏它,果汁饮料倒在上面,只要用纸巾轻轻一擦就恢复干净,如常使用。

  也不用担心它没电,因为手指每一次按键都能产生键盘工作所需的电能。

  纸键盘的发明者RM教授解释说,键盘内置了垂直压力传感器,从你手指产生的压力来获取电力,任何纸质都可以覆盖在上面使用。

  要重点是,它的生产成本也很便宜,每一个单元只需要0.25美元,可以产生高达300UW/cm2的功率密度。还能,折叠。总之,有了它就能将普通物件变成触摸控制。

  肠道多巴胺涂层,或成消化疾病福音

  乳糖不耐症和糖尿病都是很令人头疼的疾病,患者只能依靠不断服药暂时解决问题。

  麻省理工学院的工程师们正在尝试一种新的解决思路。利用消化道中发现的酶,他们设计了一种在小肠内壁生成涂层的方法。这种涂层可以用于输送药物,帮助消化乳糖或防止葡萄糖被吸收。

  研究人员用猪作为实验对象,证明他们可以使用这种方法简化药物输送,原本需要每天多次服用的药物只需给药一次就能保证剂量。

  他们还进一步改良了涂层,使其可以用于提供乳糖酶或者阻止葡萄糖的吸收。这样一来,乳糖不耐症和糖尿病都有望发现新的治疗策略。

  此外,研究人员还表示,他们可以将聚合物嵌入交联剂之中,让葡萄糖分子无法渗透涂层,就不能被人体吸收。这种技术有助于对抗糖尿病,肥胖症或者其他代谢性疾病。

  实验中,这种涂层可以持续约 24 小时,然后就会随着肠壁上的细胞一起脱落。

  研究者表示,他们计划在未来进行更多的安全性研究,探索多巴胺可能产生的任何作用。多巴胺涂层的应用场景十分独特,为很多问题提供了新的解决思路。

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