水凝膠“智能紋身”：未來健康檢測“晴雨表”
進行微針貼片檢測時，微針僅刺入皮下不足1毫米處，不會觸及神經和血管，因此不會流血，患者無痛感。微針刺入皮下后作為“墨水”的4種檢測劑會對人體葡萄糖、pH值、尿酸和溫度進行檢測，并在受測部位呈現不同顏色。
近日，西安交通大學生命學院仿生工程與生物力學研究所研究人員開發(fā)了一種由水凝膠微針貼片制備的“智能紋身”，或可成為未來健康檢測的“晴雨表”。此項研究成果以“基于微針貼片的多生理指標監(jiān)測紋身”為題發(fā)表于國際高影響力期刊《先進科學》上。
多年來，血液檢測是臨床生化分析的金標準，有準確性高等優(yōu)點，但血液檢測是有創(chuàng)檢測，極大降低了用戶的依從性，影響長期監(jiān)測的可行性。為此，開發(fā)可直接檢測體液中相關生物標志物的微創(chuàng)傳感新平臺成為迫切需求。
水凝膠是一類極為親水的三維網絡結構凝膠，可以在水中迅速吸水并溶脹，生活中常見的水凝膠有果凍、蘆薈膠等。西安交通大學研究人員開發(fā)出的“智能紋身”，其實是一種水凝膠微針貼片。
一個邊長1.5厘米正方形的微針貼片上，分布著100個由透明質酸做成的微針，這些微針被分成4個區(qū)域，每個區(qū)域的微針分別裝載不同檢測試劑。不同的檢測試劑就相當于“紋身”時所用的不同顏色的“墨水”。
進行微針貼片檢測時，可選皮膚平整處貼上貼片，微針僅刺入皮下不足1毫米處，不會觸及神經和血管，因此進行微針檢測時不流血、無痛感。微針刺入皮下后，透明質酸遇皮膚下間質液會溶解，此時作為“墨水”的4種檢測劑猶如“獵手”，會在幾分鐘內迅速穿透表皮層，抵達真皮層，它們尋找的“獵物”是人體葡萄糖、pH值、尿酸和溫度。很多慢性病檢測時都需要將這4個指標作為輔助診斷手段。
當不同的檢測劑分別遇到自己的“獵物”時，它們就開始了各自的“表演”——檢測pH值的試劑會發(fā)生酸堿反應，檢測葡萄糖和尿酸的試劑會發(fā)生氧化還原反應，反應所產生的新物質，會在皮膚表面呈現出某種特定的顏色，就造成了給表皮“紋身”的效果。檢測溫度使用的檢測劑主要是溫敏粉，溫敏粉遇到不同溫度會發(fā)生顆粒聚集度改變，也就是說，不同溫度也會顯示成不同顏色。檢測通常在兩三分鐘內完成，受測部位會呈現出4種不同的顏色，仿佛是用不同“墨水”進行了“紋身”。
此時，醫(yī)生可以通過將“紋身”顯示出的顏色與標準圖卡進行比對，判斷人體葡萄糖、pH值、尿酸和溫度值。
目前，研究團隊已在活體兔子身上進行了pH值、葡萄糖、尿酸和體溫檢測，實驗結果表明，該“智能紋身”可監(jiān)測至少4天的pH值和溫度變化。
另據動物實驗表明，使用該“智能紋身”并未產生明顯皮膚毒性，如皮疹、發(fā)紅、水泡或丘疹、生裂和皮膚變厚等，證明其具有良好的生物相容性。“智能紋身”可實現對多種目標物的原位監(jiān)測，證明了其應用于健康管理的可行性。
