水凝膠“智能紋身”：未來健康檢測“晴雨表”
進行微針貼片檢測時，微針僅刺入皮下不足1毫米處，不會觸及神經和血管，因此不會流血，患者無痛感。微針刺入皮下后作為“墨水”的4種檢測劑會對人體葡萄糖、pH值、尿酸和溫度進行檢測，并在受測部位呈現不同顏色。
近日，西安交通大學生命學院仿生工程與生物力學研究所研究人員開發了一種由水凝膠微針貼片制備的“智能紋身”，或可成為未來健康檢測的“晴雨表”。此項研究成果以“基于微針貼片的多生理指標監測紋身”為題發表于國際高影響力期刊《先進科學》上。
多年來，血液檢測是臨床生化分析的金標準，有準確性高等優點，但血液檢測是有創檢測，極大降低了用戶的依從性，影響長期監測的可行性。為此，開發可直接檢測體液中相關生物標志物的微創傳感新平臺成為迫切需求。
水凝膠是一類極為親水的三維網絡結構凝膠，可以在水中迅速吸水并溶脹，生活中常見的水凝膠有果凍、蘆薈膠等。西安交通大學研究人員開發出的“智能紋身”，其實是一種水凝膠微針貼片。
一個邊長1.5厘米正方形的微針貼片上，分布著100個由透明質酸做成的微針，這些微針被分成4個區域，每個區域的微針分別裝載不同檢測試劑。不同的檢測試劑就相當于“紋身”時所用的不同顏色的“墨水”。
進行微針貼片檢測時，可選皮膚平整處貼上貼片，微針僅刺入皮下不足1毫米處，不會觸及神經和血管，因此進行微針檢測時不流血、無痛感。微針刺入皮下后，透明質酸遇皮膚下間質液會溶解，此時作為“墨水”的4種檢測劑猶如“獵手”，會在幾分鐘內迅速穿透表皮層，抵達真皮層，它們尋找的“獵物”是人體葡萄糖、pH值、尿酸和溫度。很多慢性病檢測時都需要將這4個指標作為輔助診斷手段。
當不同的檢測劑分別遇到自己的“獵物”時，它們就開始了各自的“表演”——檢測pH值的試劑會發生酸堿反應，檢測葡萄糖和尿酸的試劑會發生氧化還原反應，反應所產生的新物質，會在皮膚表面呈現出某種特定的顏色，就造成了給表皮“紋身”的效果。檢測溫度使用的檢測劑主要是溫敏粉，溫敏粉遇到不同溫度會發生顆粒聚集度改變，也就是說，不同溫度也會顯示成不同顏色。檢測通常在兩三分鐘內完成，受測部位會呈現出4種不同的顏色，仿佛是用不同“墨水”進行了“紋身”。
此時，醫生可以通過將“紋身”顯示出的顏色與標準圖卡進行比對，判斷人體葡萄糖、pH值、尿酸和溫度值。
目前，研究團隊已在活體兔子身上進行了pH值、葡萄糖、尿酸和體溫檢測，實驗結果表明，該“智能紋身”可監測至少4天的pH值和溫度變化。
另據動物實驗表明，使用該“智能紋身”并未產生明顯皮膚毒性，如皮疹、發紅、水泡或丘疹、生裂和皮膚變厚等，證明其具有良好的生物相容性。“智能紋身”可實現對多種目標物的原位監測，證明了其應用于健康管理的可行性。
