由西北大学领导的研究小组开发了一种新颖的贴于皮肤的贴纸，该贴纸可吸收汗水，然后改变颜色，从而在几分钟内提供准确，易于阅读的囊性纤维化诊断。
虽然测量汗液中的氯化物含量以诊断囊性纤维化是标准方法，但柔软，灵活，类似皮肤的“汗水标签”与当前的诊断技术形成了鲜明的对比，后者需要坚固，笨重的手腕绑带来收集汗液。
在西北航空开发出汗液标签后，研究人员在芝加哥Ann&Robert H. Lurie儿童医院的囊性纤维化中心的囊性纤维化患者和健康志愿者的临床试验研究中对其进行了验证。该贴纸在收集的汗液量方面表现出增强的性能，并具有与传统平台相当的准确性。
研究和研究结果将在3月31日作为“科技转化医学”杂志的封面文章发表。
毫米厚的贴纸通过轻柔地粘附在身体上，与皮肤直接但温和地接触，而没有刺激性的粘合剂。这不仅使粘贴标签对穿着者而言更加舒适和不易察觉，而且这种紧密的结合还使粘贴标签比现有的临床方法多收集了33%的汗水。高采集率可确保一项测试将始终如一地采集足够大的样本以提供准确的结果。
该标签还具有内置的比色传感器，可使用智能手机摄像头实时检测，测量和分析氯离子浓度，从而无需昂贵的实验室设备并节省等待时间。这为在家中医院外进行测试提供了可能性，这可以减轻农村或资源匮乏地区的父母的负担，而无需使用专门的诊断工具进入临床中心。
生物集成电子先驱John A. Rogers领导了设备开发。Rogers是McCormick工程学院和Feinberg医学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，也是Querrey Simpson生物电子研究所(QSIB)的主任。泰勒·雷(Tyler Ray)是该论文的第一作者，他当时是罗杰斯实验室的博士后研究员。他现在是位于马诺阿的夏威夷大学机械工程系的助理教授。
延时镜头(最多30倍)在贴纸的微流体通道内进入并改变颜色的汗水。图片：西北大学/夏威夷大学马诺阿分校
汗水收集方面的挑战
囊性纤维化是最常见的缩短生命的遗传疾病，在每3,300例分娩中就有一名患此病，全球范围内有70,000人受到影响。有希望的结果完全取决于早期诊断。由于该疾病侵袭消化系统，如果患者出生后不久不接受治疗，则会严重营养不良。
在生命的最初几天内，通过脚跟点刺筛查所有新生儿的囊性纤维化。如果该屏幕异常，则儿科医生会进行一次出汗检查以确认诊断。在出汗测试期间，婴儿必须佩戴坚硬的腕带式设备长达30分钟。有时，较小的婴儿很难产生足够的汗液进行测试。在其他时候，松散，不合适的汗水收集装置无法收集足够大的样本。在这些情况下，婴儿必须稍后再进行检查，从而引起焦虑并延误治疗。
该研究的合著者，Lurie儿童医院和西北医学部的囊性纤维化专家兼儿科肺科医师Susanna McColley博士说：“有些父母将婴儿带进去进行测试，但由于该设备无法收集足够的汗水而被送回家，但没有得到确认的结果。” 。“他们回家，不知道自己的婴儿是否患有严重的疾病，而且他们的婴儿还无法开始治疗。这可能会令人痛苦。”
意外的合作
作为Lurie Children's临床化学实验室的前任负责人，Shannon Haymond多次目睹了这种情况。由于刚性收集装置在婴儿手臂上的贴合性和密封性较差，许多家庭的结果和诊断均受到延误。
收集30分钟后，戴上身上的汗水贴纸。紫色室包含比色测定法，蓝色室是用于分析的对照样品。图片来源：TR Ray等人，《科学转化医学》(2021年)
2016年秋天，罗杰斯实验室推出了一种用于皮肤的柔性传感器，该传感器可以实时收集和分析汗液，以进行健康监测。阅读论文后，海蒙德立即看到了该新设备在囊性纤维化方面的潜力。
该研究的合著者，计算生物学副主席，Lurie Children's质谱部门负责人海蒙德说：“许多实验室都遇到了由当前的收集方法引起的问题，这使质量改进工作成为人们关注的重点。” “我认为柔性皮肤传感器可以简化过程并改善收集效果。而且由于汗水贴是一次性使用的，并且设计为一次性使用，因此它们具有防止感染的附加优势。”
实时结果
通过在标签中添加感应功能，西北航空团队可提供更快诊断的潜力。用户可以简单地拍摄出汗水贴的照片，然后将其无线传输到诊所以进行快速分析，从而减轻了诊断延迟并允许患者尽快开始治疗。
雷说：“该设备利用微流体通道网络直接从皮肤上收集汗液，并将其引导至腔室，以便与化学试剂发生反应。” “那些试剂会引起颜色变化，与氯化物浓度水平有关。通过在收集点收集和分析汗液，我们可以进行早期诊断。这对于预防严重并发症和改善患者长期结局至关重要。”
研究人员从人体皮肤上去除汗水贴纸。该贴纸采用多层设计，贴合皮肤，并在去除过程中收集汗水而不会泄漏。图片来源：TR Ray等人，《科学转化医学》(2021年)
随时随地进行例行监控
接下来，研究小组认为其汗水标签可用于例行跟踪囊性纤维化患者的长期健康状况，并评估他们对治疗的反应。例如，如果贴纸检测到氯化物含量发生变化，则可能会告知医生的治疗计划。
研究合著者，西北生物医学工程研究副教授，QSIB转化研究总监Roozbeh Ghaffari说：“由于该设备不受束缚，我们计划在临床环境之外使用它。” “鉴于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以在家中使用汗贴来跟踪他们的症状和日常生活中的水分含量。”
为诊所增添欢乐
在Lurie Children's儿童医院进行临床试验时，McColey博士注意到有多少孩子喜欢这种汗液贴，特别是与传统的汗液测试相比。
她说：“孩子们喜欢贴纸。” “汗水贴使他们微笑并咯咯笑。这是一种更轻松，舒适甚至有趣的装置。”
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