加州大學圣地亞哥分校的工程師開發了一種可穿戴裝置，可以持續實時監測多種健康狀況，例如葡萄糖、酒精和乳酸水平。

這意味著用戶可以測量血糖水平，知道自己是否喝得太多，并在鍛煉期間跟蹤肌肉疲勞程度，而所有這些都可以通過一個佩戴在皮膚上的小裝置來實現。

這個裝置大約有硬幣大小。它通過一種類似 Velcro 的微型針貼在皮膚上，每個微型針大約是人類頭發寬度的五分之一。佩戴該裝置不會感到疼痛;微針幾乎不用穿透皮膚表面來感知間質液中的生物分子，間質液是皮膚下細胞周圍的液體。該裝置可以戴在上臂，并通過無線方式將數據發送到智能手機應用程序上。

加州大學圣地亞哥分校可穿戴傳感器中心的研究人員在本月《自然生物醫學工程》論文中描述了他們的裝置。

加州大學圣地亞哥分校納米工程教授、中心主任JosephWang說：“這就像一個完整的皮膚實驗室，它能夠同時持續測量多個生物標志物，可讓用戶在進行日常活動時監測他們的健康狀況。”

大多數商業健康監測儀，如糖尿病患者的血糖監護儀，僅測量一個信號。研究人員說，這樣做的問題在于，它遺漏了可以幫助糖尿病患者更有效地控制疾病的信息。監測酒精水平很有用，因為飲酒可以降低血糖水平。

了解這兩個水平可以幫助糖尿病患者避免飲酒后血糖過低。結合有關乳酸的信息(可以在運動期間作為肌肉疲勞的生物標志物進行監測)也很有用，因為身體活動會影響身體調節葡萄糖的能力。

實驗室納米工程博士生Farshad Tehrani說：“通過我們的可穿戴裝置，人們可以看到血糖升高或降低與飲食、運動和飲酒之間的相互作用，這也會提高他們的生活質量。”

可穿戴裝置由連接在電子裝置外殼的微針貼片組成。微針尖端的不同酶與間質液中的葡萄糖、酒精和乳酸發生反應。這些反應產生小電流，這些電流由電子傳感器進行分析，并與研究人員開發的應用程序進行無線通信。結果將實時顯示在智能手機上。

使用微針的一個優點是它們直接對間質液進行采樣，研究表明，在這種液體中測量的生化水平與血液中的水平有很好的相關性。

微針貼片是一次性的，可以從電子外殼上拆下，方便更換。可重復使用的電子外殼包含電池、電子傳感器、無線發射器和其他電子元件。該裝置可以在任何用于手機和智能手表的無線充電板上充電。

將所有這些組件集成到一個小型無線可穿戴裝置中是該團隊面臨的最大挑戰之一。它還需要一些巧妙的工程設計，將可重復使用的電子裝置(必須保持干燥)與微針貼片(暴露于生物液體中)結合起來。

同時也是加州大學圣地亞哥分校可穿戴傳感器中心聯合主任的 Mercier 說：“這是一個完全集成的系統，任何人都可以佩戴。”

這種可穿戴裝置在五名志愿者身上進行了測試，他們在鍛煉、吃飯和喝酒時都將裝置戴在上臂。該裝置用于持續監測志愿者的葡萄糖水平，同時監測他們的酒精或乳酸水平。該裝置所測得的葡萄糖、酒精和乳酸水平與在實驗室進行的商業血糖監測儀、呼氣分析儀和血乳酸測量結果非常吻合。

Farshad Tehrani和另一位共同第一作者Hazhir Teymourian共同創立了一家名為AquilX的初創公司，以開發用于商業化的技術。接下來的步驟包括測試和改進微針貼片在更換之前可以使用多長時間。該公司還對在裝置中添加更多傳感器以監測患者藥物水平和其他健康信號的可能性感到興奮。