บาคาร่าเว็บตรง แพทช์เซ็นเซอร์ไมโครนีเดิ้ล การออกแบบที่คุ้มค่า: แผ่นแปะเซ็นเซอร์ไมโครนีเดิลประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสองส่วน: อาร์เรย์เซ็นเซอร์แบบใช้แล้วทิ้ง (ขวา) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ซ้ำได้เซ็นเซอร์แบบสวมใส่ได้ซึ่งตรวจสอบไบโอมาร์คเกอร์ในของเหลวชีวภาพใต้ผิวหนัง แบบไร้สาย ไม่เจ็บปวด และแบบเรียลไทม์ อาจเป็นประโยชน์ทางการแพทย์ในวงกว้าง
อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถวัดระดับน้ำตาลกลูโคส
สำหรับการจัดการโรคเบาหวาน ตัวอย่างเช่น สนับสนุนการกำหนดขนาดยาตามใบสั่งแพทย์และการนำส่งยาโดยอัตโนมัติ หรือแม้แต่ตรวจสอบระดับแอลกอฮอล์ในร่างกาย
นักวิจัยจากUniversity of California San Diegoได้พัฒนาเซ็นเซอร์ microneedle ขนาดเล็กและครบวงจรที่ตรวจสอบระดับกลูโคส แลคเตท และแอลกอฮอล์อย่างต่อเนื่องในของเหลวคั่นระหว่างหน้า (ISF ของเหลวที่มีอยู่ระหว่างเซลล์และเนื้อเยื่อ) ในอาสาสมัคร พวกเขาตรวจสอบข้อมูลที่ได้รับ microneedle กับการวัดในห้องปฏิบัติการคู่ขนานโดยใช้วิธีการอ้างอิงมาตรฐาน
การเขียนในNature Biomedical Engineeringผู้วิจัยร่วมPatrick MercierและJoseph Wangและเพื่อนร่วมงานอธิบายถึงความสำเร็จเบื้องต้นของเทคโนโลยี microneedle นี้ในการเฝ้าติดตามระดับความผันผวนของสารวิเคราะห์เดี่ยวที่ผันผวนได้อย่างแม่นยำ รวมทั้งการผสมแบบมัลติเพล็กซ์ (แลคเตท-กลูโคส และแอลกอฮอล์-กลูโคส) ใน ตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่เกี่ยวข้องกับการออกกำลังกายและการบริโภคอาหาร/แอลกอฮอล์
การตรวจสอบที่ไม่เจ็บปวด
การตรวจสอบแบบไม่เจ็บปวด: สามารถสวมใส่เซ็นเซอร์ที่ต้นแขนได้ในขณะที่ผู้สวมใส่ทำกิจกรรมประจำวัน (มารยาท: ห้องปฏิบัติการสำหรับ Nanobioelectronics/UC San Diego)
เทคโนโลยีเซ็นเซอร์นี้ใช้เข็มขนาดไมครอนที่เจาะเข้าไปในผิวหนังได้ไม่กี่ร้อยไมครอน ขนาดที่เล็กของเซ็นเซอร์ microneedle ดังกล่าวทำให้สามารถสร้างขึ้นในฟอร์มแฟคเตอร์ที่หลากหลาย เช่น แผ่นแปะผิวหนัง และยึดติดกับตำแหน่งต่างๆ ของร่างกายอย่างไม่ลำบาก
ระบบนี้ออกแบบมาเพื่อการใช้งาน ความกะทัดรัด และการทำงานที่ใช้พลังงานต่ำ ประกอบด้วยแผ่นแปะเซ็นเซอร์ขนาดเหรียญที่ทำจากส่วนประกอบหลักสองส่วน: เซ็นเซอร์แบบใช้แล้วทิ้ง (อาร์เรย์ microneedle) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ (ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ 30 วัน) . การออกแบบนี้ทำให้ต้นทุนต่ำและช่วยให้เปลี่ยนชิ้นส่วนที่ใช้แล้วทิ้งได้ง่าย
ปลายเข็มขนาดเล็กเจาะผิวหนังไปถึงชั้นหนังกำพร้า โดยจะรวบรวมสัญญาณไฟฟ้าเคมีระดับโมเลกุลจาก ISF ของผู้สวมใส่อย่างต่อเนื่องและคัดเลือก สัญญาณจะถูกส่งผ่านอินเทอร์เฟซอิเล็กทรอนิกส์ของเซ็นเซอร์สัญญาณรบกวนต่ำที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ และส่งแบบไร้สายไปยังแอปสมาร์ทโฟนที่กำหนดเองของผู้สวมใส่สำหรับการแสดงภาพและการวิเคราะห์
ผลลัพธ์ที่สดใส
สำหรับการศึกษานี้ อาสาสมัครห้าคนได้ดำเนินการตามขั้นตอนการออกกำลังกายที่เหมือนกัน รับประทานอาหารที่เหมือนกัน และดื่มไวน์ในปริมาณที่เท่ากันเพื่อทดสอบประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์สำหรับกิจกรรมเหตุการณ์เดียว กิจกรรมหลายเหตุการณ์ ได้แก่ การออกกำลังกายแบบเข้มข้นต่ำถึงสูงเป็นเวลา 4 นาที รับประทานอาหารทั้งมื้อรวมทั้งของหวาน และดื่มไวน์สักแก้วอย่างรวดเร็วแล้วค่อยๆ
หลังจากออกกำลังกายแบบเข้มข้นสูง
ระดับแลคเตทของ ISF ที่ตรวจสอบผู้เข้าร่วมแต่ละคนในช่วงเวลา 5 นาทีเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากค่าที่พัก จากนั้นค่อยๆ ลดลงเป็นค่าฐานเดิม ระดับแลคเตทของ ISF ที่ปรับเทียบแล้วจะติดตามการวัดค่าแลคเตทในเลือดอย่างใกล้ชิดทุกๆ 10 นาที
การวัดกลูโคสจากเซ็นเซอร์ microneedle เปรียบได้กับการวัดค่าอ้างอิงระดับน้ำตาลในเลือด โดยมีข้อมูลที่สะท้อนถึงอาหารที่บริโภคอย่างใกล้ชิด ข้อสังเกต ผู้เข้าร่วมแต่ละคนมีระดับกลูโคสพื้นฐานเฉพาะในแง่ของอัตราการรับกลูโคสและไกลโคไลซิส ที่น่าสนใจคือ ผลการทดสอบพบว่าผู้เข้าร่วมรายหนึ่งมีความเสี่ยงที่จะเป็นโรคเบาหวานมากขึ้น
เซ็นเซอร์ microneedle ตอบสนองต่อการบริโภคแอลกอฮอล์ได้ในทันที ซึ่งเทียบได้กับข้อมูลที่ได้จากเครื่องตรวจวัดการหายใจ นักวิจัยรายงานความแปรปรวนของผู้เข้าร่วมระหว่างกันจำนวนมากและแนะนำว่าการวิจัยในอนาคตควรมีความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูล ISF กับระดับแอลกอฮอล์ในหลอดเลือดดำมากกว่าลมหายใจ
คุณค่าของการติดตามอย่างต่อเนื่อง
Mercier และ Wang ชี้ให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาลของเซ็นเซอร์นี้ ข้อมูลแลคเตทสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความรุนแรงและระยะเวลาของภาวะน้ำตาลในเลือดสูง ซึ่งเป็นระดับความเข้มข้นของแลคเตทในเลือดสูงในผู้ป่วยวิกฤต ระดับแลคเตทยังเป็นตัวบ่งชี้ที่เชื่อถือได้ของภาวะช็อกจากการติดเชื้อ อวัยวะล้มเหลว การบาดเจ็บ หรือกลุ่มอาการตอบสนองต่อการอักเสบเฉียบพลัน ในแผนกฉุกเฉิน การตรวจจับแลคเตทอย่างต่อเนื่องสามารถช่วยแนะนำการรักษาและการรักษาการช่วยชีวิตในระยะเริ่มต้นได้ ข้อมูลดังกล่าวอาจช่วยให้นักกีฬาบรรลุประสิทธิภาพสูงสุดของร่างกายและลดความเสี่ยงของการบาดเจ็บ
ข้อมูลกลูโคสสามารถใช้เพื่อตรวจสอบระดับกลูโคสในพลาสมาสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน ตลอดจนตรวจหาความทนทานต่อกลูโคสที่บกพร่อง การตรวจสอบแอลกอฮอล์และกลูโคสร่วมกันสามารถช่วยผู้ป่วยโรคเบาหวานจากการพัฒนาภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำภายหลังการดื่มแอลกอฮอล์
การตรวจสอบแลคเตทระหว่างออกกำลังกายยังมีประโยชน์สำหรับผู้ที่เป็นเบาหวานอีกด้วย เนื่องจากการออกกำลังกายส่งผลต่อความสามารถของร่างกายในการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด ในขณะเดียวกัน การเฝ้าสังเกตแลคเตท-กลูโคสสามารถให้ข้อมูลก่อนการวินิจฉัยที่ครอบคลุมมากขึ้นเกี่ยวกับความเสี่ยงของภาวะเมตาบอลิซึม บาคาร่าเว็บตรง
