通过在皮肤上绘制生物电子学来监测您的健康

密苏里大学的工程师报告 说，可以通过使用铅笔和纸在您的皮肤上绘制生物电子设备来监测您的个人健康。该研究表明，工程师采用低成本的方法来开发皮肤上的生物医学电子设备。

该研究没有开发通常通过在柔性聚合物基板上图案化传统无机材料、新型有机材料或纳米材料制成的皮肤电子产品，这可能既昂贵又复杂，而是描述了使用日常铅笔和纸作为创造成本的工具- 有效的一次性皮肤电子设备，范围从生物物理传感器和汗液生化传感器到热刺激器、湿度能量收集器和透皮给药系统。

研究人员还展示了基于铅笔纸的天线、2D 和 3D 电路以及可重构结构。

“许多现有的商业皮肤生物医学设备通常包含两个主要组件 - 生物医学跟踪组件和周围的柔性材料，例如塑料 - 为组件提供支撑结构，以保持与人体的皮肤连接，”工程学院助理教授 郑艳在一份声明中说。

“开发皮肤上生物医学电子设备的传统方法通常很复杂，而且生产成本通常很高，”他补充道。“相比之下，我们的方法成本低且非常简单。我们可以使用广泛使用的铅笔和纸制作类似的设备。”

研究表明，铅笔绘制的石墨图案用作导电迹线和感应电极，而办公复印纸用作基材。研究人员发现，石墨含量超过 90% 的铅笔能够传导大量能量。

使用 93% 的石墨铅笔，他们能够在商业办公复印纸上绘制各种皮肤上的生物电子设备。研究发现，这些设备可以对包括皮肤温度在内的一系列重要的生物物理和生化信号进行实时、连续和高保真监测；心电图；肌电图；阿尔法、贝塔和西塔节律；瞬时心率；呼吸频率；和汗液 pH 值、尿酸和葡萄糖，以及提供程序化的热刺激。研究人员还发现，记录的信号与用传统方法测量的信号相当。

研究人员认为，可以在纸上使用一种生物相容的喷涂粘合剂，以帮助它更好地粘在皮肤上。下一步是进一步开发和测试生物医学组件的使用，包括电生理、温度和生化传感器。

研究人员看到了在家庭、个性化医疗保健、教育和远程科学研究中的广泛应用，例如在 Covid-19 大流行期间。这些应用范围从绘制生物医学设备到监测人的睡眠水平再到在家进行研究。　　

      审核编辑：彭静