韩国全北国立大学（JBNU）的一个研究团队，在韩国传统桑皮纸（韩纸）上研制出一款可穿戴贴片。贴片上集成了用于给药的 3D 打印微针，以及用于无线监测汗液中尿酸的打印电极。尿酸是医生用来管理痛风与高尿酸血症的生物标志物。微针采用基于光的打印工艺制成，无需任何粘合剂即可固定在纸面。其载药量约为未改性设计的两倍。传感器可在纳摩尔浓度下检测尿酸，读数与实验室仪器一致。该研究由 Sooman Lim 教授领衔，论文发表于《化学工程学报》（Chemical Engineering Journal），Aqila Che Ab Rahman 与 Habibulla Imran 为共同第一作者。
在多孔纸片上实现无胶打印
把刚性微结构附着到柔性纤维纸片上，通常需要一层粘合层。JBNU 团队的做法是让微针直接在韩纸上原位固化。经优化后，微针载药量达 25.36%，而基线版本为 12.6%。它们对模型染料呈缓释，80 小时内释放了略高于一半（56.41%）。在离体大鼠皮肤上，微针扎入深度约 954 微米，并保持了原有形状。
团队之所以选纸而非塑料薄膜，原因在于汗液。聚合物背衬贴片会把湿气闷在皮肤表面，既刺激皮肤，也让汗液采样更困难。韩纸的纤维网络则相反，能把液体导走。水滴在其表面的接触角在 6 秒内从 72.19° 降到 7.96°。
汗液读数与实验室结果一致
目前尿酸的监测依赖血液检测，因此基于汗液的贴片为家庭自测提供了一条无创路径。打印的电化学传感器量程为 0.01 至 8 微摩尔，最低可检出 9.3 纳摩尔。团队用缓冲溶液和真实汗液两种样品，将其结果与液相色谱 - 质谱联用（LC-MS）比对，回收率在 98.1% 至 101.3% 之间。该器件在实际测试中表现同样良好：表面 13 秒干燥，三次重复测量结果一致，无线链路功耗仅 15 mW。
一款可透气的桑皮纸贴片，将 3D 打印微针与无线尿酸传感结合，用于可穿戴健康护理。图片来自全北国立大学。
同一基底，两项分开的测试
给药与传感两项功能尚未在活体上同时运行，各自单独进行了测试。“我们的研究结果表明，在单一透气基底上把基于微针的给药与无线汗液传感结合起来是可行的。虽然我们是分开评估这两项功能，但结果为未来能够整合治疗与实时健康监测的器件打下了基础，”Lim 教授解释说。下一步，团队计划用临床药物替换模型染料，开展皮肤安全性研究，并在人体上对贴片进行实时试验。
把治疗与诊断打印进同一件可穿戴设备
Lim 的实验室此前就研究过打印式可穿戴器件。他们与武汉 Chamtop 合作，凭借钛酸钡与 PVDF 复合材料研制出可由人体运动能量自供电的传感器，实现了 3D 打印可穿戴器件的一次突破。纸基贴片则把这项工作从传感延伸到了治疗。它同时回应了佩戴舒适性，以及 “监测病情” 与 “治疗病情” 彼此割裂的问题。
打印微针是一个正在成长的领域。贝尔法斯特女王大学（QUB）的研究人员3D 打印了一款可溶解贴片，用于治疗皮肤癌。该团队在打印前把两种抗癌化合物混入树脂，使药物贯穿每根微针内部，而非仅涂覆其表面。更早之前，斯坦福大学与北卡罗来纳大学教堂山分校利用 Carbon 的 CLIP 工艺打印了一种微针疫苗贴片，其激发的免疫反应约为肌肉注射的十倍。
斯坦福大学与北卡罗来纳大学教堂山分校的科学家用 3D 打印制作微针疫苗贴片。图片来自 UNC。
其他团队已经在把传感与给药配成一对。由四川大学华西医院与香港中文大学的研究人员参与的一个团队，研制了一款闭环给药敷料。它使用带倒刺的打印微针：实心针充当电极，读取组织阻抗；空心针则携带药物。在希腊，雅典大学的研究人员打印了一枚电子戒指（e-ring），可从汗液中读取葡萄糖并显示在智能手机上。
JBNU 的贡献在于基底本身。透气纸基让长时间佩戴的诊疗一体化贴片更接近现实。能否真正走到患者手中，取决于后续的整合式在体验证。来源：中国3D打印网编译文章！
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