科学家发明可监测血压和多种生理特征的柔性贴
近日来自加利福尼亚大学圣地亚哥分校的一支科研团队，成功利用柔性电子技术打造了首个能够同时监测心血管信号和体内多种生化物质的可穿戴设备。正如下图所示，这个邮票大小的贴片是一种薄薄的弹性聚合物片，并且能贴合到皮肤表面进行监测。里面装着一个血压传感器，一个测量汗液中乳酸、咖啡因和酒精的化学传感器，以及一个跟踪间隙液中葡萄糖水平的传感器。
该贴片是由加州大学圣地亚哥分校两个不同的研究机构合作的结果，从事可穿戴设备研究的科学家们与从事先进血压监测器研究的工程师们合作，共同研究能够监测体内的化学、物理和电生理信号的可穿戴设备。该贴片需要外部电源进行供电，然后通过台式机读取数据。
在贴片的中心位置是血压传感器，其工作原理是通过发送超声波穿过身体，反弹到动脉上并产生回声，传感器检测到回声并将其转换为血压读数。而贴片上的化学传感器是向皮肤释放药物，诱导出汗，然后测量该液体内的化学物质，而葡萄糖传感器则发出温和的电流，刺激间隙液的释放，达到同样的目的。
不同的传感器需要在贴片上仔细排列，以消除信号的干扰，而这些类型的传感器和它们所追踪的生物标志物的选择是有充分理由的，因为这些指标对血压都有影响。联合第一作者 Juliane Sempionatto 表示：“比方说，你在监测血压的时候发现出现峰值，你或许会困惑身体出现了什么问题。但生物标志物的读数可以告诉你，这些峰值是否是由于酒精或咖啡因的摄入。这种传感器的组合可以给你提供这种类型的信息”。
为了将这一思路付诸实践，研究人员进行了实验，让受试者在进行不同的任务时，在脖子上戴上贴片，比如在运动自行车上进行一次训练，食用高糖餐或酒精，或者喝咖啡。该团队在整个过程中使用商业监测设备对目标生物标志物进行监测，并将读数与其新贴片上的读数进行对比，发现它们紧密匹配。
加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授、该研究的共同通讯作者 Joseph Wang 表示：“这里的新奇之处在于，我们将完全不同的传感器并将它们合并到一个像邮票一样小的小平台上。我们可以用这一个可穿戴设备收集这么多信息，而且是以一种非侵入性的方式进行，不会给日常活动带来不适或干扰”。