“汗水贴纸”可以实时诊断皮肤上的囊性纤维化

美国西北大学领导的一个研究小组开发了一种新型贴在皮肤上的贴纸，这种贴纸可以吸收汗水，然后改变颜色，在几分钟内就能对囊性纤维化做出准确、易于阅读的诊断。

虽然测量氯化物水平汗水诊断囊性纤维化是标准的，柔软，灵活，皮肤状的“汗贴”提供与当前诊断技术的鲜明对比，需要刚性，笨重的腕带设备来收集汗水。

在西北开发汗水贴纸后，研究人员在涉及的临床试验研究中验证了它囊性纤维化患者以及芝加哥Ann & Robert H. Lurie儿童医院囊胞性纤维化中心的健康志愿者。与传统平台相比，该贴纸在收集汗液量和等效精度方面表现出更高的性能。

这项研究和研究结果将于3月31日作为杂志的封面专题文章发表科学转化医学。

这种毫米厚的不干胶通过柔软地附着在身体上，直接而温和地与皮肤接触，而不会产生强烈的粘合剂。这不仅使贴纸更加舒适，穿戴者难以察觉，这种亲密的耦合还使贴纸比目前的临床方法多收集33%的汗水。高采集率确保了一次检测将持续收集足够大的样本，以提供准确的结果。

贴纸还具有内置的比色传感器，可使用智能手机相机实时检测，测量和分析氯化物浓度，绕过昂贵的实验室设备和令人难以忍受的等待时间。这将打开在家庭环境中的医院以外测试的可能性，这可能在没有专门诊断工具的临床中心进入农村或低资源领域的父母。

生物集成电子先驱约翰·a·罗杰斯(John A. Rogers)领导了该设备的开发。罗杰斯是McCormick工程学院和Feinberg医学院的材料科学与工程、生物医学工程和神经外科的Louis Simpson和Kimberly Querrey教授，以及Querrey Simpson生物电子研究所(QSIB)的主任。泰勒·雷(Tyler Ray)是这篇论文的第一作者，他当时是罗杰斯实验室的博士后研究员。他现在是夏威夷大学的机械工程助理教授。我在米ā诺亚。

汗水收集挑战

囊性纤维化是最常见的缩短寿命的遗传疾病，在美国每3300个新生儿中就有一个，全世界有7万人患病。有希望的结果完全取决于早期诊断。因为这种疾病会攻击消化系统，如果患者出生后不立即接受治疗，就会严重营养不良。

所有新生儿在出生后的头几天都要通过足跟刺破来检查囊性纤维化。如果检查结果不正常，那么儿科医生就会要求进行汗液检查以确认诊断。在汗液测试过程中，婴儿必须佩戴这个坚硬的腕带设备长达30分钟。有时较小的婴儿很难产生足够的汗液来进行测试。其他时候，汗液收集装置松动，不合适，无法收集足够大的样本。在这种情况下，婴儿必须在晚些时候再做测试，这就会引起焦虑，延误治疗。

研究合著者苏珊娜·麦克雷博士说:“一些父母把他们的婴儿带到医院做检查，然后在没有得到确认结果的情况下就被送回家，因为这种设备收集不了足够多的汗水。”苏珊娜·麦克雷博士是卢瑞儿童医院和西北医学院的囊性纤维化专家和儿科肺脏专家。“他们回家，不知道他们的孩子是否患有严重的疾病，他们的孩子还不能开始治疗。这可能会很痛苦。”

意外的协作

作为Luri儿童临床化学实验室的前主管，Shannon Haymond目睹了这种情况太多。由于小婴幼儿臂的刚性收集装置的僵硬和密封件不好，很多家庭都经历了延迟的结果和诊断。

在2016年秋季，罗杰斯实验室推出了一种灵活的皮肤传感器，可以实时收集和分析健康监测的汗水。阅读论文后，Haymond立即看到了新的设备对囊性纤维化的潜力。

“许多实验室遇到了由当前收集方法引起的问题，使其成为质量改进努力的频繁焦点，”Haymond说，他是该研究的合著者，同时也是计算生物学的副主席和卢瑞儿童的质谱主任。“我认为柔性皮肤传感器可以简化过程，提高收集结果。而且因为汗液贴纸是一次性的，专为一次性使用而设计，它们在预防感染方面有额外的优势。”

实时结果

通过将传感能​​力建设到贴纸中，西北团队提供了更快的诊断潜力。用户可以简单地拍摄填充汗贴的照片并将其无线传输到诊所以进行快速分析，减轻诊断延误并让患者尽快开始治疗。

“该装置使用微流体通道网络直接从皮肤收集汗水，并将其路线到腔室以与化学试剂反应，”Ray表示。“那些试剂导致颜色的变化与氯化物浓度水平相关。通过收集和分析在收集点的汗水，我们可以提前诊断。这对于预防严重并发症并改善长期患者结果至关重要。”

从任何地方进行常规监控

接下来，该团队认为其汗水贴纸可用于常规追踪囊性纤维化患者的长期健康，并衡量它们如何应对治疗。例如，如果贴纸检测到氯化物水平的变化，例如，可以通知医生的治疗计划。

西北大学生物医学工程研究副教授、QSIB转化研究主任Roozbeh Ghaffari说:“因为这种设备是不受限制的，我们计划在临床环境之外使用它。”“有了这些新功能和进一步的临床验证，接受治疗的囊性纤维化患者有一天可能会使用这些汗液贴纸在家里，在日常生活期间跟踪他们的症状和水合水平。“

为诊所增添欢乐

在Lurie儿童医院进行临床试验时，麦克利博士注意到孩子们是多么喜欢汗液贴纸，尤其是与传统的汗液测试相比。

“孩子们爱贴纸，”她说。“汗水贴纸使它们微笑着傻笑。这是一个更容易，舒适，甚至有趣的设备。”

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