护齿器监控健康标记将信息无线传输到智能手机
加利福尼亚大学圣地亚哥分校的工程师已经开发出一种护齿器，可以监视唾液中的健康指标，例如乳酸，皮质醇和尿酸，并将信息无线传输到智能手机，笔记本电脑或平板电脑。该技术处于概念验证阶段，可用于连续监测患者而无需采取侵入性程序，以及监测运动员在士兵和飞行员中的表现或压力水平。在这项研究中，工程师专注于尿酸，尿酸是与糖尿病和痛风有关的标志物。当前，监测患者尿酸水平的唯一方法是抽血。
由圣地亚哥大学加利福尼亚大学的纳米工程教授Joseph Wang和电气工程教授Patrick Mercier领导的团队 在《生物传感器和生物电子学》杂志上介绍了护齿器的设计和性能。
Wang说：“能够连续无创地监测唾液生物标志物的能力在许多生物医学和健身应用中都具有可观的前景。”
在这项研究中，研究人员表明，护齿传感器可以提供一种简便可靠的方法来监测尿酸水平。护齿器已通过人类唾液测试，但尚未在人的口腔中测试。
研究人员从健康志愿者那里收集了唾液样本，并将其散布在传感器上，从而产生了正常范围内的读数。接下来，他们从患有高尿酸血症的患者那里收集唾液，高尿酸血症的特征是血液中尿酸过多。该传感器在患者唾液中检测到的尿酸量是健康志愿者的四倍以上。
患者还服用了别嘌醇，这是由医生开出的处方，以治疗他们的病情。研究人员能够证明在药物生效后的四到五天内尿酸水平下降了。过去，患者需要抽血来监测血药水平，而只能依靠症状来开始和停止用药。
Wang的团队使用银，普鲁士蓝墨水和尿酸酶(一种与尿酸反应的酶)创建了一个丝网印刷的传感器。由于唾液非常复杂并且包含许多不同的生物标记，因此研究人员需要确保传感器仅与尿酸发生反应。纳米工程师设置了两步验证系统的化学等效物。第一步是一系列化学锁孔，以确保只有最小的生化试剂才能进入传感器内部。第二步是包裹在聚合物中的尿酸酶层，其与尿酸选择性反应。酸和酶之间的反应生成过氧化氢，其被普鲁士蓝墨水检测到。该信息然后通过作为传感器一部分的金属条以电信号的形式传输到电子板上。
Mercier团队开发的电子板使用小型芯片来感应传感器的输出，将这些输出数字化，然后将数据无线传输到智能手机，平板电脑或笔记本电脑。整个电子板的面积略大于美国硬币的面积。
下一步是将所有电子设备嵌入护齿器中，以便实际上可以佩戴它。研究人员还必须测试用于传感器和电子设备的材料，以确保它们确实具有完全的生物相容性。Mercier估计，护齿器的下一次迭代大约需要一年时间。
他说：“所有组件都在那里。” “这只是完善设备并致力于其稳定性的问题。”
Wang和Mercier领导了圣地亚哥加州大学可穿戴传感器中心，该中心在该领域取得了一系列突破，包括监控葡萄糖的临时纹身，超小型化的能量处理芯片和填充有高科技墨水的钢笔您自己的化学传感器。
“圣地亚哥圣地亚哥大学已经成为可穿戴传感器领域的领导者，” Mercier说。
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