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    研究人員開發出可在10分鐘內創建皮膚3D圖像的便攜式設備

    來自新加坡南洋理工大學(NTU新加坡)的團隊開發了一種便攜式設備,該設備可以在10分鐘內生成人類皮膚的高分辨率3D圖像。研究小組說,便攜式皮膚測繪儀可用于評估皮膚狀況的嚴重程度,例如濕疹和牛皮癬。

    3-D皮膚映射可能對臨床醫生有用,因為大多數用于評估皮膚狀況的設備只能提供皮膚表面的2-D圖像。由于該設備還可以繪制出最多2mm的皮膚脊部和凹槽深度,因此還可以幫助監測傷口的愈合情況。該設備將專門設計的膠片壓在受試者的皮膚上,以獲得長達5到5厘米的印記,然后對其施加電荷,生成3-D圖像。

    研究人員使用可生物降解的生物塑料聚乳酸(PLA)設計和3D打印了他們設備的原型。電池驅動的設備長7厘米x 10厘米,僅重100克。

    NTU制成的原型機的開發成本僅為具有相近技術的設備的一小部分,例如光學相干斷層掃描(OCT)機器,其成本可能高達數千美元,重達30公斤。

    NTU土木與環境工程學院的助理教授Grzegorz Lisak領導了這項研究,他說:“我們的無創,簡單且廉價的設備可用于補充目前診斷和治療皮膚疾病的方法。在農村地區,這種方法是不可行的。由于可以隨時獲得醫療保健,未經醫學培訓的人員可以使用該設備制作皮膚圖并將其發送給醫生進行評估。”

    國家皮膚中心顧問皮膚科醫生,南大李光前醫學院助理教授Yew Yik Weng博士就該設備對臨床醫生的實用性發表了獨立評論,他說:“該技術是一種有趣的方式繪制人體皮膚的表面紋理,這可能是一種有用的方法以3D方式繪制皮膚紋理和傷口愈合情況,這在研究和臨床試驗中尤為重要。它發展成為臨床環境中的護理點評估工具的潛力很大。”

    Yew助理教授說:“該設備在涉及傷口愈合的研究中可能特別有用,因為我們目前缺乏繪制皮膚脊的長度和深度的工具。目前,我們在試驗中依賴照片或測量值,只能提供二維評估。”

    該研究的第一作者傅曉旭博士。NTU土木與環境工程學院的一名學生說:“ 3-D皮膚測繪設備易于操作。最重要的是,運行該設備只需1.5V干電池。這是一個例子。一種基本但非常有效的電化學應用,因為不需要昂貴的電子硬件。”

    該技術是由Lisak副教授開發的,該助理本月在科學雜志Analytica Chimica Acta上發表,他同時還是南洋環境與水研究所(NEWRI)的殘渣和資源再生中心主任以及他的博士學位。學生傅小旭先生。

    NTU設備的關鍵組件是一種稱為PEDOT:PSS [1]的聚合物,通常用于太陽能電池板中,以將光轉換為電能。但是,該團隊發現其導電性有另一種用途-在鍍金膜上重現皮膚圖案。使用金是因為它具有出色的導電性和柔韌性。

    要使用該設備,一個人按下按鈕,將鍍金膜壓在受試者的皮膚上即可獲得印記。這導致皮脂,一種由皮膚產生的油性物質,被轉移到薄膜上,在皮膚表面留下印記。

    接下來,將皮膚的印記轉移到便攜式設備,在該設備中將一組電極浸入溶液中。再次按下按鈕,該設備將觸發電荷流,使PEDOT:PSS沉積在未覆蓋皮脂的區域的金膜表面上。這導致皮膚的高分辨率3-D圖,該圖反映了對象皮膚的隆起和凹槽。

    研究人員以豬皮為模型,證明該技術能夠繪制出各種傷口的圖案,例如刺傷,撕裂傷,擦傷和切口。

    研究小組還表明,即使是人類手背上的復雜皺紋網絡也可以在膠片上捕捉到。薄膜還具有足夠的柔韌性,可以將特征映射到不平坦的皮膚區域,例如肘部折痕和指印。

    Lisak助理教授補充說:“該設備還被證明可以有效地舉起指紋,并提供其特征的高分辨率3D圖像。” (參見圖2)

    Yew博士在評論該設備的潛在用途時補充說:“該設備可以幫助指紋識別,這通常在法醫分析中進行。由于區分相似的打印件,該設備可以提供更高的準確性。歸因于其圖像的3D性質。”

    為了進一步驗證其功效,該團隊正在探索于今年晚些時候進行臨床試驗,以測試其設備以及其他潛在治療用途的可行性。

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