汗を利用した非侵襲型ウェアラブルデバイスによる健康バイオマーカーの測定技術の新研究

Tokyoワシントン州立大学の科学者たちは、運動中に汗中の重要な化学物質を測定するウェアラブルデバイスを開発しました。このデバイスは3Dプリンターを用いて製造され、健康のモニタリングや糖尿病、痛風、腎臓病、心臓病などの状態の診断に役立つ可能性があります。

研究者たちは以下の主要なバイオマーカーに注目しました。

• グルコース濃度：糖尿病の監視に使用
• 乳酸濃度：運動強度の指標
• 尿酸濃度：痛風、腎臓病、心臓病のリスクを示す

健康モニターは、3Dプリンティング技術を用いて一度に作成されるデバイスです。このデバイスは、単一原子触媒と酵素を組み合わせて低濃度のバイオマーカーを正確に測定します。デバイスには特定の化学物質のレベルに応じて色が変わる3つのセンサーが搭載されています。

汗には、健康状態を示す重要な化学物質が含まれています。汗を集めることは簡単で、血液を採取するように針を使う必要がありません。しかし、汗の中のこれらの微量な化学物質を測定することは困難です。他の汗センサーも存在しますが、それらは複雑で特別な装置が必要で、製作が難しいです。WSUチームはセンサーをより良く、より正確にするために単原子触媒を使用しました。

科学者たちは、汗の量とバイオマーカーのレベルを測定できる小さな経路を持つ装置を開発しました。3Dプリンティングは、それらの経路を安定して保持するのに役立ち、他の要因が測定に影響を及ぼしません。その結果、より精度が高くクリアなデータが得られます。

関連記事:

今日 · 10:23

個人と社会をつなぐ信念ネットワークの動態学

モニターはボランティアによって試され、正確なデータが実験室の結果とよく一致することが示されました。ボランティアは運動中に腕にモニターを装着し、快適だと感じました。研究者たちは現在、デバイスのデザインを改善し、その精度を確認しています。

チームは自分たちの技術を販売することを目指しています。ワシントン州立大学の商業化オフィスは、知的財産を保護するために仮特許を申請しました。この研究は、国立科学財団、疾病予防管理センター、およびスタートアップ資金によって支援されました。

ワシントン州立大学の博士課程に在籍中のチューチュー・チェン氏は、今回の研究の主著者であり、糖尿病が世界的な問題であると述べています。チェン氏は、3Dプリンティングが医療分野でどのように病気の検出に活用できるかを探求したいと考えていました。

この装置はグルコース、乳酸、尿酸を測定し、さらに多くのバイオマーカーを検出するように調整できます。ワシントン州立大学のカイアン・チウ教授とアニー・デュ研究教授がこの研究を主導しました。彼らは、この装置をより効果的で使いやすくするための取り組みを進めています。

この装置は、3Dプリンティングと単一原子触媒反応を利用している点で独自です。非侵襲的な方法で健康を簡単かつ確実にチェックできる手段を提供します。さらに技術が進歩すれば、これが定期的な健康診断において一般的になるかもしれません。