【摘要】 人类健康监测和早期疾病检测是现代医学的重要目标

人类健康监测和早期疾病检测是现代医学的重要目标[1]。监测人类健康的长期变化使许多疾病的早期预警和干预成为可能。基于智能传感器的可穿戴健康监测系统可以附着在人体上,实时原位检测健康特征,并提供及时的警告和反馈,这为个体疾病治疗提供了重要参考。近几十年来,随着人工智能和物联网等新技术的出现,科学家们在基础研究和临床医学方面取得了令人鼓舞的进展。可佩戴的健康传感器可以舒适地连接到人体上,以记录一系列健康信息,如脉搏率、血压和血糖水平。然后,这些数据可以传输到智能设备,以提取和分析疾病概况。近年来,各种类型的可穿戴传感器,如基于腕带的传感器、汗液传感器和基于隐形眼镜的传感器,已被广泛报道用于人类健康信息的非侵入性检测。尽管这些非侵入性传感器具有良好的生物安全性,但因为它们只能接触皮肤表面的物质因而不能直接测量体内的生化分析物。

 

近年来,研究人员开发了一种微针传感阵列集成系统,用于实时连续检测皮下离子浓度。通过组装通过激光微加工制造的平面微针芯片,克服了制造具有多个电极通道的3D微针结构的局限性以及将紧密间隔的微针尖端修改为不同功能类型的电极的挑战。该系统由三个互连模块组成:(1)离子传感微针阵列,(2)作为记录和控制支撑部件的印刷电路板,以及(3)用于实时监测的移动应用程序。作为关键部件,离子传感微针阵列可以无痛地穿透角质层,实时检测皮下组织液中Ca2+、K+和Na+浓度的变化。该系统可以作为实时监测人类健康的重要工具,并且可以潜在地为与生理离子变化相关的疾病提供信息反馈。

 

[1] Huang X, Zheng S, Liang B, He M, Wu F, Yang J, Chen H, Xie X, 3D-assembled microneedle ion sensor-based wearable system for the transdermal monitoring of physiological ion fluctuations[J]. Microsystems & Nanoengineering, 2023, 9: 25.