医療技術：表皮の分子フラックスをモニタリングする非接触型ウエアラブルデバイス

既存のウエアラブル技術は、体との物理的結合に基づいて、光学的、流体工学的、熱的、機械的な測定インターフェースを確立する。今回我々は、物理的結合の代わりに物理的分離に基づいて、皮膚表面に直接隣接した閉鎖型チャンバーを規定するウエアラブルデバイスプラットフォームのクラスを提示する。皮膚を通じて出入りする気化分子物質の流れは、このチャンバー内で規定される微気候の特性を、統合ワイヤレスセンサー群を用いて正確に定量可能な様式で変化させる。プログラム可能な相安定バルブが周囲環境へのアクセスを動的に制御し、これにより過渡的な応答が生じる。こうした応答は、センサーの経時的読み取り値を解析することによって、標的分子種の内向きおよび外向きのフラックスと定量的に関係付けることができる。今回報告したシステムは、体表面のさまざまな位置における水蒸気、揮発性有機化合物、二酸化炭素のフラックスを測定する独特な能力をもたらし、こうしたフラックスはそれぞれが臨床ケアもしくは有害蒸気への曝露またはその両方と異なる関連性を持つ。健康なマウスモデルと糖尿病マウスモデルにおける真皮の創傷に伴う治癒過程の研究、ならびに感染創傷を用いたモデルにおける応答の研究によって、特にデバイスの非接触動作によって脆弱な組織への損傷の可能性が回避されるシナリオにおいて、重要な知見をもたらす特徴的なフラックスの変動が明らかになった。

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