3D打印的葡萄糖生物傳感器

華盛頓州立大學的研究人員創建了一種用于可穿戴顯示器的3D打印葡萄糖生物傳感器。

這項工作可以為數百萬患有糖尿病的人提供改進的血糖監測。

該研究由機械與材料工程學院的Arda Gozen和Yuehe Lin領導，發表在Analytica Chimica Acta期刊上。

糖尿病患者最常用血糖儀監測他們的疾病，這需要不斷的手指刺痛。連續血糖監測系統是一種替代方案，但它們不具有成本效益。

研究人員一直致力于開發可穿戴的柔性電子產品，這種電子產品可以貼合患者的皮膚并監測體液中的葡萄糖，例如汗液中的葡萄糖。為了構建這樣的傳感器，制造商已經使用傳統的制造策略，例如光刻或絲網印刷。雖然這些方法有效，但它們有幾個缺點，包括需要使用有害化學品和昂貴的潔凈室處理。他們也造成了很多浪費。

使用3D打印，WSU研究團隊開發了一種葡萄糖監測儀，其穩定性和靈敏度比通過傳統方法制造的更好。

研究人員使用了一種稱為直接墨水寫入(DIW)的方法，該方法涉及從噴嘴中打印“墨水”，以在微小尺度上創建復雜精確的設計。研究人員打印出一種導電的納米級材料，以制造柔性電極。WSU團隊的技術允許精確應用材料，從而形成均勻的表面和更少的缺陷，從而提高傳感器的靈敏度。研究人員發現，他們的3D打印傳感器在獲取葡萄糖信號方面比傳統生產的電極更好。

因為它使用3D打印，所以它們的系統也可以根據各種人的生物學進行定制。

“3D打印可以制造專門為個體患者量身定制的生物傳感器，”Gozen說。

由于3D打印僅使用所需的材料量，因此與傳統制造方法相比，該過程中的浪費也更少。

“這可能會降低成本，”Gozen說。

對于大規模使用，印刷的生物傳感器需要與可穿戴平臺上的電子元件集成。但是，制造商可以使用用于打印傳感器的相同3D打印機噴嘴來打印電子設備和可穿戴醫療設備的其他組件，從而有助于鞏固制造流程并降低成本，他補充道。

“我們的3D打印葡萄糖傳感器將用作可穿戴式傳感器，用于替代痛苦的手指刺痛。由于這是一種無創，無針的葡萄糖監測技術，因此兒童血糖監測將更容易，”Lin說。

該團隊現在正致力于將傳感器集成到一個封裝系統中，該系統可用作長期血糖監測的可穿戴設備。