展示了可穿戴微针式设备的分析潜力,用于皮内CO2检测

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 传感器技术 传感器技术
• 可穿戴的健康设备

背景情况:

• 对身体二氧化碳 (CO2) 的临床监测对于重症监护和酸性疾病管理至关重要.
• 目前的二氧化碳测量方法依赖于侵入性动脉血穿孔,带来风险,只提供离散数据.
• 现有的非侵入性替代品仅限于基板设备,需要专业知识,只提供及时的见解.

研究的目的:

• 开发一种可穿戴设备,用于实时,在身体上监测二氧化碳 (CO2).
• 为了解决当前侵入性和非侵入性二氧化碳测量技术的局限性.
• 创建基于微针的传感器阵列,用于在间歇性流体 (ISF) 中持续评估CO2.

主要方法:

• 开发一种基于微针 (MN) 的传感器阵列 (CO2-MN),集成到表皮贴片中.
• CO2-MN通过电位计电极测量间位液 (ISF) 中的pH和碳酸盐 (CO3^2-) 度.
• 在ISF中估计CO2 (PCO2) 的部分压力,使用pH-CO3^2-并联测量;验证ex vivo和in vivo老鼠模型.

主要成果:

• CO2-MN传感器表现出快速响应时间 (<5s),足够的灵敏度,以及pH和CO3^2-测量的稳定性.
• 在老鼠模型中进行的ex vivo和in vivo验证证实了可穿戴设备适用于体内二氧化碳测量.
• 在间歇性液体 (ISF) 和血液二氧化碳度之间观察到强烈的相关性.

结论:

• 开发的基于微针的传感器阵列 (CO2-MN) 显示出作为血液 CO2 分析的非侵入性替代品的巨大潜力.
• 这种可穿戴技术可以实时,在身体上监测二氧化碳水平,克服当前方法的局限性.
• 这些发现为非侵入性监测二氧化碳和其他临床相关气体开辟了新的途径.