건강 모니터는 지원자의 팔에 흐르는 땀을 측정합니다. 프로토타입 테스트의 일환으로 땀을 붉게 염색했습니다. 파란색 패치는 실험실 비교에 사용되었습니다. 크레딧: 워싱턴 주립 대학
워싱턴 주립 대학 연구진이 개발한 웨어러블 건강 모니터는 운동 중 땀 속의 중요한 생화학 물질 수치를 안정적으로 측정할 수 있습니다.
3D 프린팅 모니터는 언젠가 건강 상태를 추적하고 당뇨병, 통풍, 신장 질환 또는 심장 질환과 같은 일반적인 질병을 진단하는 간단하고 비침습적인 방법을 제공할 수 있습니다.
ACS Sensors 저널에 발표된 연구에서 연구원들은 지원자의 포도당, 젖산염 및 요산 수치와 운동 중 땀 분비 속도를 정확하게 모니터링할 수 있었습니다.
"당뇨병은 전 세계적으로 중요한 문제입니다"라고 WSU 박사 과정 학생이자 논문의 제1 저자인 Chuchu Chen은 말했습니다. "저는 3D 프린팅이 의료 분야에 변화를 가져올 수 있다고 생각하며, 3D 프린팅과 질병 감지 방법을 결합하여 이와 같은 장치를 만들 수 있는지 확인하고 싶었습니다."
Proof-of-concept health monitor의 경우 연구원들은 3D 프린팅을 사용하여 고유한 원스텝 제조 공정으로 건강 모니터를 만들었습니다. 연구진은 단일 원자 촉매와 효소 반응을 사용하여 신호를 강화하고 낮은 수준의 바이오마커를 측정했습니다. 모니터에 있는 3개의 바이오센서는 특정 생화학적 수준을 나타내기 위해 색상을 변경합니다.
땀에는 건강 상태를 나타낼 수 있는 중요한 대사 산물이 많이 포함되어 있지만 혈액 샘플링과 달리 비침습적입니다. 땀 속의 요산 수치는 통풍, 신장 질환 또는 심장 질환의 발병 위험을 나타낼 수 있습니다. 포도당 수치는 당뇨병을 모니터링하는 데 사용되며 젖산 수치는 운동 강도를 나타낼 수 있습니다.
"땀 비율은 또한 사람들의 건강을 위한 중요한 매개변수 그리고 생리학적인 지표입니다."라고 WSU의 기계와 물자공학부에 있는 Kaiyan Qiu 교수가 말했습니다.
그러나 땀에 있는 이러한 화학 물질의 양은 매우 적고 측정하기 어려울 수 있다고 연구원들은 지적했습니다. 다른 땀 센서가 개발되었지만 복잡하고 제작하려면 전문 장비와 전문 지식이 필요합니다. 센서는 또한 유연하고 신축성이 있어야 합니다.
WSU에서 개발한 건강 모니터는 유연하고 편안하게 착용할 수 있도록 설계되었습니다.
"건강 모니터의 감도와 정확도를 향상시키기 위해 단일 원자 촉매를 사용하는 것은 참신합니다"라고 WSU의 기계 및 재료 공학 학교의 Annie Du 연구 교수는 말했습니다.
연구진이 개발한 건강 모니터는 땀 속도와 바이오마커의 농도를 측정하기 위해 매우 작은 채널로 구성되어 있습니다. 3D 프린팅을 통해 제작되기 때문에 마이크로 채널은 제거 시 오염 문제를 일으킬 수 있는 지지 구조가 필요하지 않다고 Qiu는 말했습니다.
연구진이 지원자들의 팔에 부착된 모니터를 실험실 결과와 비교했을 때, 그들은 그들의 모니터가 화학 물질의 농도와 땀 분비를 정확하고 확실하게 측정하고 있다는 것을 발견했습니다.
연구원들은 처음에 측정할 세 가지 바이오마커를 선택했지만 더 추가할 수 있으며 바이오마커를 사용자 정의할 수 있습니다. 모니터도 자원봉사자들이 착용하기에 편안했습니다.
연구원들은 현재 장치 설계 및 검증을 더욱 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 그들은 또한 기술을 상용화하기를 희망하고 있습니다. WSU Office of Commercialization은 또한 이 기술과 관련된 지적재산권을 보호하기 위해 임시 특허 출원을 제출했습니다.
이상의 기사는 2024년 6월 20일 MedicalXpress에 게재된 “Proof-of-concept study shows sweat health monitor can measure levels of disease markers”제목의 기사내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : Proof-of-concept study shows sweat health monitor can measure levels of disease markers (medicalxpress.com)
* 추가정보 출처 : 3D-Printed Flexible Microfluidic Health Monitor for In Situ Sweat Analysis and Biomarker Detection | ACS Sensors
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