研究人員最近開發了一種自供電的微針貼片，這種貼片能夠在不需要抽血、電池或外部設備的情況下收集健康生物標誌物樣本。在使用合成皮膚進行的概念驗證測試中，該貼片成功地在 15 分鐘到 24 小時的時間範圍內收集了生物標誌物。這項技術的發展可能會改變人們在家庭或臨床環境中監測壓力、荷爾蒙及其他健康指標的方式。
生物標誌物是生物過程的可測量指標，可以幫助監測健康狀況和診斷醫療條件。根據論文的通訊作者 Michael Daniele 所述，「傳統的生物標誌物檢測大多依賴於抽血樣本。除了不愉快外，血液樣本還會給醫療專業人員和開發者帶來挑戰。在測試相關液體之前，需要去除血小板、紅血球等。」這種貼片使用微針從皮膚細胞的最上層下面收集皮膚間質液（ISF）。Daniele 表示：「ISF 包含幾乎所有在血液中找到的生物標誌物。此外，ISF 使樣本更“乾淨”，簡化了生物標誌物的測試過程。」
該貼片有四個層次：聚合物外殼、凝膠層、紙層和微針本身。微針在接觸到 ISF 時會膨脹，液體通過微針進入紙層，儲存樣本。凝膠中的甘油會產生滲透壓，拉動更多的 ISF 通過紙層，直到達到飽和。Daniele 表示：「紙層是儲存 ISF 的地方。當你取下貼片時，會移除紙條並分析樣本。」
研究人員在兩種合成皮膚模型上測試了這款貼片，Daniele 表示：「它運作良好。這些貼片在短短 15 分鐘內就能收集到可測量的結果，並且能夠將生物標誌物樣本儲存至少 24 小時。」在概念驗證測試中，團隊監測了皮質醇，這是一種壓力生物標誌物。Daniele 指出，「這意味著人們可能希望多次監測這種指標，而不需要重複抽血。」這款貼片也可用於其他多種 ISF 生物標誌物。
該貼片由廉價材料製成，微針是成本最高的組件。Daniele 表示：「抽血需要試管、針頭，通常還需要抽血技術員，而這款貼片則不需要這些東西。」目前，研究人員已經開始進行人體測試，並正在開發「讀取」紙條的設備。Daniele 表示：「我們已經開發出一種電子設備，可以從紙條中讀取皮質醇水平，並且正在為其他生物標誌物開發另一種設備。」
該團隊正在尋找行業合作夥伴以推進診斷應用和擴大生產。這項工作發表在《Lab on a Chip》期刊上，並得到了 NSF 的 ASSIST 中心、NC State 互聯感應器系統研究所、校長創新基金以及 SEMI-NBMC 資助的支持。Daniele 同時也是 DermiSense, Inc. 的創始人及高級職員，該公司專注於商業化微針技術。
