可攜式裝置隨時隨地檢測多重生物指標!體內血糖、乳酸、酒精值皆能監控

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隨著生醫產業逐步走向全面數位化的趨勢,舉凡電子病歷、遠端醫療應用程式、人工智慧資料庫等,皆全面性地帶動數位化醫療的發展,其中以穿戴式裝置最貼近我們的生活。

美國加利福尼亞大學聖地亞哥分校(UC San Diego)近期研發出一款可攜式裝置,讓用戶可隨時隨地、同時且連續的監測血液中葡萄糖、酒精與乳酸值,零時差追蹤個體健康狀態。研究團隊將研發的心血於日前發表於 Nature Biomedical Engineering 期刊中。

猶如可攜式檢測實驗室!連續且同時檢測三項生物指標

目前市面上的健康監測器,如糖尿病患者常用的連續式血糖監測儀,僅能檢測單一項目。研究團隊進而發想,若是能監測其他相關生物數值,如酒精值可幫助檢測喝酒可能產生的低血糖、乳酸值則能幫助監控運動時肌肉疲勞的情形等,將可更有效幫助整體健康的監控。

研究團隊將此電子監控裝置設計為,利用微型針頭(microneedles)穿刺皮膚表層以安裝至皮膚上。由於針頭直徑十分微小,僅約毛髮的 1/5 寬,因此配戴時並不會感到任何痛楚,可偵測皮膚表層細胞下流體內的生物分子,並透過無線數據發送至智慧型手機中的應用程式。

UC San Diego 近期研發出一款可攜式裝置,讓用戶可隨時隨地監測血液中葡萄糖、酒精與乳酸值,零時差追蹤個體健康狀態。(圖片來源:UC San Diego 奈米生物科技實驗室)

UC San Diego 奈米工程學的 Joseph Wang 教授指出:「此裝置猶如皮膚上的檢測實驗室!可以同時且連續監測多項生物指標,讓用戶隨時隨地監測自身的健康狀態。」

可拋棄式針頭貼結合電子感應器,無線傳輸數據零時差

穿戴式裝置結合了可拋棄式的微型針頭與電子裝置。(圖片來源:UC San Diego 奈米生物科技實驗室)

此穿戴式裝置由微型針頭貼與電子裝置組成,微型針頭貼為可拋棄式,可輕鬆與電子裝置分離並置換新的針頭,並有效預防電子裝置直接接觸人體體液;而電子裝置則為可重複使用、並自帶電子偵測器、無線傳輸器和可無線充電式電池,將其放置手機或智慧型手錶的無線充電盤上即可回充電力。透過針頭尖端上的酵素與體液中的血糖、酒精和乳酸產生交互作用,可產生小型電波至電子裝置中的感應器中,再即時以無線傳輸數據至研究團隊精心開發的手機應用程式。

目前此可攜式裝置已試用於五位自願受試者上,並讓其自由運動、用餐和飲酒。裝置在試驗中皆能連續不間斷地監測受試者的血糖值、酒精值與乳酸值,且數值與使用市售血糖檢測儀、呼氣酒測氣(Breathalyzer)和實驗室的乳酸檢測結果皆十分相似。

研究團隊的下一步將會是測試與改良微型針頭貼的耐用性,並盡快將其帶到市面上,目前研究室已成立新創公司 AquilX 準備後續銷售的程序,盼能為穿戴式醫材裝置寫下新歷史。

延伸閱讀:持久又精確!FDA 核准次世代連續血糖監測系統上市

參考資料:
1. https://ucsdnews.ucsd.edu/pressrelease/multi-tasking-wearable-continuously-monitors-glucose-alcohol-and-lactate
2.  https://www.nature.com/articles/s41551-022-00887-1

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