환자 관리를 더 쉽게 하기:소변 당 수치를 모니터링하는 자체 전원 기저귀 센서

최근 연구에서 TUS(Tokyo University of Science)의 과학자들은 바이오 연료 전지를 사용하여 소변에서 직접 필요한 전기를 생성하는 새로운 자체 동력 기저귀 센서를 개발했습니다. 제안된 장치는 측정된 포도당 농도를 무선으로 전송하고 소변의 존재를 알려 당뇨병을 예방하고 환자 치료를 크게 단순화할 수 있습니다.

과학과 현대 의학 덕분에 우리는 이제 특정 질병의 초기 징후와 확인해야 할 바이오마커에 대해 더 많이 알게 되었습니다. 가장 중요한 것은 임상 환경에서 이러한 바이오마커를 편리하게 샘플링하고 분석하여 의사, 환자 및 간병인이 적절하게 행동할 수 있도록 필요한 장치와 기술을 보유하고 있다는 것입니다. 끊임없이 진화하는 의료 기술 분야에서 웨어러블 전자 제품과 바이오센서는 의료진과 비의료인 모두가 관련 신체 변수를 원격으로 모니터링할 수 있게 해주기 때문에 잠재적인 게임 체인저로 간주됩니다.

특정 당뇨병의 경우 혈당 수치를 모니터링하는 것이 중요합니다. 다행히도 요당 수치는 혈당 수치에 대한 간접적인 정보를 제공하며 지속적으로 채혈하는 것을 방지하기 위한 대체 바이오마커로 사용할 수 있습니다. 센서는 기저귀에 직접 내장되어 노인이나 장기 요양 환자의 요당 수치를 측정할 수 있습니다. 획득한 데이터를 무선으로 전송함으로써 기저귀 센서는 관리 및 건강 모니터링 작업을 크게 단순화할 수 있습니다. 그러나 센서와 무선 송신기는 모두 작동하기 위해 에너지원이 필요하며 기저귀에 배터리를 넣는 것은 환경적 및 실제적 관점에서 의심스러운 솔루션일 수 있습니다.

TUS의 과학자들은 이 문제에 대한 해결책을 찾았습니다. 그들은 소변에서 직접 에너지를 생성할 수 있는 자체 동력 기저귀 센서를 실현하는 유망한 접근 방식을 개발했습니다.

그러나 어떻게 소변에서 센서에 전력을 공급하기에 충분한 전기를 생성합니까? 답은 전기화학에 있습니다. 과학자들은 한 쌍의 환원 산화 반응을 통해 소변의 포도당 양에 비례하는 전력을 출력하는 종이 기반 바이오 연료 전지를 개발했습니다. 이러한 바이오 연료 전지의 설계에서 중요한 고려 사항은 충분한 전력을 생성하는 데 필요한 소변의 양과 장치의 전반적인 안정성 및 내구성입니다. 이를 염두에 두고 과학자들은 포도당 반응성 효소와 매개체 분자를 다공성 탄소 층에 단단히 고정할 수 있는 "그래프트 중합"으로 알려진 과정을 사용하여 전기화학 전지의 음극 단자인 특수 양극을 개발했습니다. 기본 전도성 재료로 사용.

"당뇨병의 맥락에서 포도당을 모니터링하는 것 외에도 기저귀 센서를 사용하여 미리 연료로 설탕을 비축하면 소변의 존재 여부를 원격으로 확인할 수 있습니다. 잠재적으로 수백 개의 기저귀를 확인해야 하는 병원이나 요양원에서 주기적으로 제안된 장치는 간병인의 어깨에서 큰 부담을 덜어줄 수 있습니다."라고 Dr. Isao Shitanda는 말했습니다.

간단히 말해서, Shitanda 박사의 팀이 엔지니어링한 센서는 당뇨병을 예방할 수 있을 뿐만 아니라 환경을 손상시키지 않으면서 기저귀 관리를 보다 효율적이고 반응적으로 만들 수 있습니다. Shitanda 박사는 "우리는 이 연구에서 개발된 개념이 자가 구동 웨어러블 바이오센서의 일반적인 개발을 위한 매우 유망한 도구가 될 수 있다고 믿는다"고 말했습니다. 간단히 말해서, 팀이 엔지니어링한 센서는 당뇨병을 예방할 수 있을 뿐만 아니라 환경을 손상시키지 않으면서 기저귀 관리를 보다 효율적이고 반응적으로 만들 수 있습니다. "우리는 이 연구에서 개발된 개념이 자가 구동 웨어러블 바이오센서의 일반적인 개발을 위한 매우 유망한 도구가 될 수 있다고 믿습니다."라고 그는 말했습니다.