甲蟲仿生智能設(shè)備可實(shí)時(shí)監(jiān)測皮膚健康狀況

據(jù)最新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志報(bào)道，一個(gè)國際科研團(tuán)隊(duì)從大自然中汲取靈感，模仿雄性潛水甲蟲，發(fā)明了一種個(gè)性化皮膚護(hù)理智能一體式設(shè)備。該設(shè)備由微柱塞和水凝膠組成，可黏附在皮膚表面，同時(shí)收集和監(jiān)測體液，實(shí)時(shí)監(jiān)測皮膚的健康狀況，為更準(zhǔn)確地診斷和治療痤瘡等皮膚病鋪平了道路。

人體皮膚表面的pH值不僅是一種生化和醫(yī)學(xué)研究指標(biāo)，還控制著皮膚的屏障功能，防止微生物(如金黃色葡萄球菌和馬拉色菌)定植。當(dāng)pH值偏離正常時(shí)，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的皮膚病，如炎癥性皮膚病、細(xì)菌感染甚至皮膚癌。為了對(duì)皮膚病進(jìn)行準(zhǔn)確的原位診斷和個(gè)性化治療，迫切需要簡便直接地收集生物體液，進(jìn)行即時(shí)pH值測量等。

然而，為皮膚護(hù)理開發(fā)的傳統(tǒng)非侵入性診斷設(shè)備有局限性，往往不太準(zhǔn)確，而且需要昂貴的設(shè)備來分析結(jié)果。設(shè)備使用的化學(xué)黏合劑會(huì)刺激甚至損害皮膚，這使得它們很難被重復(fù)使用或長時(shí)間使用。此外，在濕潤或彎曲的皮膚表面保持黏附性也很困難。

雄性潛水甲蟲是一種水生昆蟲，它們進(jìn)化出一種特殊的黏性毛發(fā)，稱為剛毛，可以幫助其在水下附著在配偶身上。其前腿上的剛毛具有獨(dú)特的吸盤狀結(jié)構(gòu)和空腔，可以使其牢固地附著在潮濕和不規(guī)則表面上。

受雄性潛水甲蟲的啟發(fā)，研究人員發(fā)明了微型人工吸盤，可以黏附在皮膚上，同時(shí)收集和監(jiān)測體液。他們將捕獲液體的水凝膠嵌入到微型柱塞中，以監(jiān)測pH值水平。水凝膠會(huì)及時(shí)從表皮吸收液體以增強(qiáng)黏附性，并隨著皮膚酸度的不同改變顏色，從而指示皮膚的pH值。

結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，研究人員還開發(fā)了相應(yīng)的軟件應(yīng)用程序，可以根據(jù)水凝膠的顏色自動(dòng)量化pH水平。此外，該設(shè)備還可用來檢測皮膚病(如痤瘡)的早期跡象。

今后，研究人員希望將該設(shè)備應(yīng)用于個(gè)性化皮膚治療貼片、醫(yī)用黏合材料和診斷技術(shù)。“基于該研究結(jié)果，希望它可以用于皮膚病生物標(biāo)志物的現(xiàn)場診斷。”論文作者之一、加拿大麥吉爾大學(xué)神經(jīng)系統(tǒng)的前博士后研究員樸博勇(音譯)說。(實(shí)習(xí)記者張佳欣)

關(guān)鍵詞： 甲蟲仿生智能設(shè)備 實(shí)時(shí)監(jiān)測 健康狀況 皮膚病