新しい表皮パッチはウェアラブルなAll-in-One ヘルスモニターを目指す

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【イメージング質量分析とは】 イメージング質量分析(imaging mass spectrometry, IMS)は、生体組織の切片など平面状試料におけ る各微小測定点のマススペクトルを満遍なく測定することで、m/z情報を空間情報と合わせて取得し、 分子マップの情報を得ることができる手法です。…

カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）のエンジニアは、首に装着して血圧と心拍数を継続的に追跡しながら、装着者のブドウ糖をはじめ、乳酸塩、アルコール、またカフェインレベルも測定できる、柔らかく伸縮性のあるスキンパッチ（写真）を開発した。 これは、人体の心臓血管信号と複数の生化学的レベルを同時に監視する初のウェアラブルデバイスだ。「このタイプのウェアラブルデバイスは、基礎疾患のある人々が定期的に自分の健康状態を監視するのに非常に役立つ」と、UCSDのナノエンジニアリング博士課程の学生でネイチャーバイオメディカルエンジニアリングの2021年 2月15日にオンライン公開された研究の共同筆頭著者であるLuYin氏は述べている。このオープンアクセスの論文は、「血行動態と代謝のバイオマーカーを同時にモニタリングするための表皮パッチ（An Epidermal Patch for the Simultaneous Monitoring of Haemodynamic and Metabolic Biomarkers.）」と題されている。

「それは、特に人々が COVID-19 パンデミック下で病院への訪問を最小限に抑えている、遠隔患者モニタリングのための素晴らしいツールとしても役立つだろう。」 このようなデバイスは、高血圧と糖尿病を管理している個人、つまり COVID-19 で深刻な病気になるリスクが高い個人に役立つ可能性がある。 また、乳酸値の急激な上昇を伴う血圧の突然の低下を特徴とする敗血症の発症を検出するために使用することもできる。
すべて行うことができる1つの柔らかい皮膚パッチは、血圧やその他のバイタルサインの継続的な監視を必要とするNICUの乳児を含む集中治療室の患者にとっても便利な代替手段を提供する。 現在これらの手順には、患者の動脈の奥深くにカテーテルを挿入し、患者を複数の病院のモニターにつなぐことが含まれている。

「ここでの目新しさは、完全に異なるセンサーとして、切手と同じくらい小さい単一の小さなプラットフォームにそれらを統合することだ」と、UCSDのナノエンジニアリングの教授で研究の共同執筆者であるJoseph Wang博士は述べている。 「我々はこのウェアラブルデバイスで、非常に多くの情報を、日常の活動に不快感や中断を引き起こすことなく、非侵襲的な方法で収集できる。」

新しいパッチは、Wang博士がディレクターを務めるUCSDウェアラブルセンサーセンターでの2つの先駆的な取り組みの成果だ。 Wang博士の研究室では、体内の複数の信号（化学的、物理的、電気生理学的）を同時に監視できるウェアラブルを開発している。 また、UCSDナノエンジニアリング教授のSheng Xu博士の研究室では、研究者らは、体内の深部の血圧を監視できる、柔らかく伸縮性のある電子皮膚パッチを開発している。 研究者らは力を合わせることで、化学センシング（ブドウ糖、乳酸塩、アルコール、カフェイン）と血圧モニタリングを組み合わせた初の柔軟で伸縮性のあるウェアラブルデバイスを作成した。

「各センサーは、物理的または化学的変化の個別の画像を提供する。それらすべてを1つのウェアラブルパッチに統合することで、これらの異なる画像をつなぎ合わせて、我々の体で起こっていることのより包括的な概要を得ることができる」とXu博士は述べている。

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