3D打印的葡萄糖生物传感器

华盛顿州立大学的研究人员创建了一种用于可穿戴显示器的3D打印葡萄糖生物传感器。

这项工作可以为数百万患有糖尿病的人提供改进的血糖监测。

该研究由机械与材料工程学院的Arda Gozen和Yuehe Lin领导，发表在Analytica Chimica Acta期刊上。

糖尿病患者最常用血糖仪监测他们的疾病，这需要不断的手指刺痛。连续血糖监测系统是一种替代方案，但它们不具有成本效益。

研究人员一直致力于开发可穿戴的柔性电子产品，这种电子产品可以贴合患者的皮肤并监测体液中的葡萄糖，例如汗液中的葡萄糖。为了构建这样的传感器，制造商已经使用传统的制造策略，例如光刻或丝网印刷。虽然这些方法有效，但它们有几个缺点，包括需要使用有害化学品和昂贵的洁净室处理。他们也造成了很多浪费。

使用3D打印，WSU研究团队开发了一种葡萄糖监测仪，其稳定性和灵敏度比通过传统方法制造的更好。

研究人员使用了一种称为直接墨水写入(DIW)的方法，该方法涉及从喷嘴中打印“墨水”，以在微小尺度上创建复杂精确的设计。研究人员打印出一种导电的纳米级材料，以制造柔性电极。WSU团队的技术允许精确应用材料，从而形成均匀的表面和更少的缺陷，从而提高传感器的灵敏度。研究人员发现，他们的3D打印传感器在获取葡萄糖信号方面比传统生产的电极更好。

因为它使用3D打印，所以它们的系统也可以根据各种人的生物学进行定制。

“3D打印可以制造专门为个体患者量身定制的生物传感器，”Gozen说。

由于3D打印仅使用所需的材料量，因此与传统制造方法相比，该过程中的浪费也更少。

“这可能会降低成本，”Gozen说。

对于大规模使用，印刷的生物传感器需要与可穿戴平台上的电子元件集成。但是，制造商可以使用用于打印传感器的相同3D打印机喷嘴来打印电子设备和可穿戴医疗设备的其他组件，从而有助于巩固制造流程并降低成本，他补充道。

“我们的3D打印葡萄糖传感器将用作可穿戴式传感器，用于替代痛苦的手指刺痛。由于这是一种无创，无针的葡萄糖监测技术，因此儿童血糖监测将更容易，”Lin说。

该团队现在正致力于将传感器集成到一个封装系统中，该系统可用作长期血糖监测的可穿戴设备。