瞄准医学应用的柔性光传感器

基于ZnO的装置为患有光敏疾病的患者提供个性化治疗的实时数据

明尼苏达大学双子城分校的一个工程师和医生团队设计了一种3D打印光传感医疗装置，它直接放置在皮肤上，并提供实时反馈，以将光暴露与疾病突发关联起来。

该装置可以帮助全世界数百万患有狼疮和其他光敏疾病的人获得更个性化的治疗和信息，以确定其症状的原因。

全3D印刷柔性紫外可见光探测器阵列采用有机-无机混合材料系统。通过用ZnO纳米颗粒掺杂聚合物光活性材料来配制活性材料，以改善UV光响应并触发光电倍增（PM）效应。证明了独立皮肤界面光强度监测系统在310-650 nm波长范围内检测近24小时的自然辐照度的能力。

该研究“3D打印皮肤界面UV可见光混合光电探测器”发表在《尖端科学》杂志上。研究人员还申请了该装置的专利，该技术可以用于授权。

可穿戴和皮肤接口电子装置可在现场连续监测环境信号，从而作为实时健康状况分析策略，具有减轻环境敏感疾病严重性的潜力。

一些皮肤疾病，如红斑狼疮（LE），它是一种具有特征性皮肤和全身表现的自身免疫性疾病，可能通过太阳或室内环境光的紫外线照射而引发或加剧。

明尼苏达大学医学院皮肤科医生David Pearson是该研究的合著者，他说：“我治疗了很多狼疮或相关疾病的患者，在临床上，预测患者的症状何时会发作是很有挑战性的。我们知道，紫外线，在某些情况下，即可见光，会引起症状的爆发，无论是在他们的皮肤上，还是在他们的体内，但我们并不总是知道是什么光波长的组合导致了这些症状。”

Pearson听说了明尼苏达大学机械工程教授Michael McAlpine和他的团队开发的可穿戴设备的开创性定制3D打印，并联系他合作寻找解决方案。

McAlpine的研究小组与Pearson合作开发了第一款全3D打印装置，它是可放置在皮肤上的柔性紫外可见光探测器。该装置与定制的便携式控制台集成，可连续监测和关联光照与症状。

“这项研究建立在我们之前的工作基础上，我们开发了一种全3D打印发光装置，但这次不是发光，而是接收光，”该研究的合著者McAlpine说。“光被转换成电信号进行测量，将来可以将其与患者的症状发作联系起来。”

McAlpine和Pearson表示，3D打印工艺成本相对较低，有一天可以轻松、快速地访问装置，而无需传统设备的昂贵制造工艺。

Pearson说：“目前还没有其他装置像这样具有个性化和易于制造的潜力。我的梦想是在我的办公室里有一台这样的3D打印机。我可以看到患者，评估我们想要评估的光波长。我可以打印出来给患者，然后给他们。它可以100%个性化，满足他们的需求。这就是医学的未来。”

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