普渡传感器比其他无创方法更好地测量尿酸水平
普渡大学工程学院的研究人员 发明并正在开发无创医疗设备，以使某些生理和心理状况的监测和治疗更加及时、更加精确。
拉维和埃莉诺·塔尔瓦工业工程新星副教授 吴文卓表示，长期无创、反复监测人体汗液中的尿酸(UA)水平可以对包括焦虑在内的多种疾病进行前所未有的诊断、治疗和预后。和高血压。
“我和我的团队创造了新的非侵入式可穿戴传感器，可以监测人体汗液中的尿酸水平，”吴说。“这些正在申请专利的传感器称为 EPICS，具有更高的灵敏度和更好的耐磨性，并且可以由比测量尿酸水平的传统传感器更便宜的材料制成。”
有关该研究的论文已发表在同行评审期刊 《纳米能源》上。
尿酸的影响
吴说，UA是人体内嘌呤代谢的最终产物。它还充当一种报，触发炎症作为免疫反应。
“UA浓度的变化可能表明痛风、高尿酸血症和高血压等生理疾病，以及焦虑和抑郁等心理疾病，”吴说。“最近的研究表明，与异常 UA 水平相关的生理疾病影响着世界上大约 1%-4% 的人口，每年的医疗支出超过 200 亿美元。与异常 UA 水平相关的心理疾病影响着 8.74% 的美国人口，每年花费 337 亿美元的相关医疗费用。”
传统尿酸监测的缺点
Wu 解释说，血液中 UA 水平有成熟的临床测量方法，可用于代谢和营养控制。他还表示，它们也有缺点。
“采集血液的侵入性以及样本采集和分析之间的延迟是主要障碍，特别是对于个性化远程治疗，如预防突发和及时营养控制，”吴说。“监测汗液样本中的尿酸水平具有无创性和提供实时结果的优点。”
吴说，目前用于测量汗液中UA水平的可穿戴传感器存在一些局限性，包括复杂的制造工艺、精密的仪器、昂贵的原材料和不令人满意的性能。
“健康人汗液中的 UA 水平明显低于血液中的 UA 水平。这意味着传感器必须具有优越的检测限，”吴说。“此外，连续监测需要UA传感器与人体皮肤紧密接触，这对传感器的可穿戴性提出了进一步的要求。”
普渡大学 EPICS 传感器
Wu 和他的团队开发了 EPICS，这是一种灵活的非侵入性传感器，可以监测人体汗液中的尿酸。他们用氧化锌制造了传感器，氧化锌是一种无、生物相容性和电化学活性材料。
“我们的设计使得对 UA 进行无创监测成为可能，并通过其他浪费的机械能(例如来自人体的机械能)来提高性能，”Wu 说。“基本的压电电催化原理也可以扩展到其他具有催化特性的压电材料，用于生物医学、制药和农业领域的高性能传感。”
Wu 和他的团队自 2021 年夏天以来一直在普渡大学Flex 实验室测试 EPICS。 他表示，结果显示 EPICS 在测试中优于传统 UA 传感器。
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