刺青现在是一种时尚、艺术、身份象征,但在未来,刺青将会是种医疗检测工具。近期,德国科学家Ali Yetisen开发一种特殊的刺青墨水,能够随着人体的葡萄糖、血蛋白和pH值变化而变色,让糖尿病、肾脏病的病患与医师可以随时监测身体状况,以更快速的治疗疾病。
此研究论文发布在《Angewandte Chemie》期刊上。
刺青墨水检测三大生物指标,让病患、医师随时监控身体状况
该研究由德国慕尼黑工业大学的Ali Yetisen主导。这种刺青墨水刺入人体的方式跟一般的刺青墨水类似,但里面含有传感物质,可以传感人体内部的葡萄糖浓度、白蛋白浓度、pH值的变化并改变颜色,让病患与医生可以随时发现身体状况。
论文表示,当身体的pH值降低,刺青会从黄色变成蓝色;血中白蛋白浓度提升,会从白色变浅蓝;血糖升高,则会从黄色变深绿色。
Ali Yetisen表示,这种变测刺青能够简单、低成本的监测病患。目前选择pH值、白蛋白和血糖作为监测指标,是因为人体多数疾病都能从这三个指标反应出来,例如白蛋白下降可能是肝肾功能衰竭,血糖过高会导致糖尿病。
目前这款变色刺青已经在猪皮上测试成功,但还没在人体测试;下一步的计划是在活体动物测试,看是否有不良反应,离人体测试与临床治疗还有一段距离。
非侵入式的电子纹身也能检测血糖,科学家也在开发石墨烯皮肤
除了注入人体的变色刺青,贴在皮肤表面的电子纹身(Electronic Tattoo)也是发展方向。除了可以低成本、即时监测之外,还具有非侵入性的特性。
例如2017年,北京清华大学发布一种纹身贴纸,通过对皮肤表面施加为小电场,让皮下组织液的血糖渗到皮肤表面,再通过贴纸上,厚度仅有3.8微米的超薄柔性生物传感器件进行测量。目前已经在人体进行临床实验,和使用血糖仪或静脉血测量的结果相关性超过90%,也没出现任何不良反应,未来有望被应用在临床治疗。
科学家也在开发石墨烯材料的电子皮肤。由于电子皮肤上的传感器需要具备柔韧性、可伸缩性、舒适性等特性,而石墨烯能够与皮肤高度贴合,不仅舒适,也提高测量精度,因此是科学家青睐的材料。然而目前市场上还没有相关产品,石墨烯电子皮肤还在实验室阶段。
柔性电子主要应用将是电子皮肤,未来人类通过皮肤就可联网
柔性电子正在革新消费性产品,今年三星、华为等厂商皆推出能够折叠的手机。然而研究柔性电子的专家—斯坦福大学的鲍哲南教授认为,柔性电子的应用场景主要是电子皮肤,而不是折叠手机。
鲍哲南表示,电子皮肤最早的应用会是健康监测;不同于智能手环和智能手表等穿戴式设备,电子皮肤是直接与人体贴合。鲍哲南进一步表示,若电子皮肤技术进步,未来人类就不需要使用手机、手表等设备,使用“皮肤”就可以联网,进行支付、通讯、数据搜索等工作。
这个场景听起来很科幻,甚至会有一些人觉得恶心,但这正是柔性电子科技的发展方向。我们就抱着开放的心态,持续观察电子皮肤的发展吧。