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，用于制造柔性电极。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可用作长期葡萄糖监测的可穿戴设备的封装系统中。