3D打印传感器成本不到0.10英镑,精准检测粪便糖分,助力肠道吸收不良诊断
一个3D打印的传感器,成本不到0.10英镑,用来测大便里的糖分。
这玩意主要帮人诊断肠道吸收不良,也就是说,身体没法好好吸收营养的病。儿童和老年人特别容易中招。
过去三年里,Bhavik Patel教授带着团队重新琢磨了诊断传感器该怎么造。
他们没有依赖复杂的生产线和专用设施,而是用常见的3D打印机和基本电子零件做设备。
结果呢,成本和环境足迹都大幅下降,而且这设计几乎在任何地方都能复制。
Patel教授说,世界各地数百万人没法从最新诊断技术里受益,因为这些技术要么太贵,要么需要专用设备,要么根本没法批量生产。
所以他们决定重新开始,直接问自己,如果一种医疗传感器的目标就是便宜、环保、简单到任何人都能造,那结果会怎样呢?
这就是他们一直在干的事。

他们的工作搞出了好几个原型,针对不同的健康问题。
其中一个设备,是Patel和刚毕业的博士生Chloe Miller和毕业生Athira Prasanth一起做的,用来测粪便样本里的糖分。
这玩意比传统实验室检测还准。
多少钱?不到0.10英镑。
对,就这么便宜。
它可能帮人诊断肠道吸收不良,一种影响营养吸收的病,特别影响儿童、老年人和肠道疾病患者。
早期在生物样本里的测试已经成功,临床验证是下一步。
不止肠道。
另一个项目做了检测TNFα的传感器,这是一种和肠道炎症相关的蛋白质。
在粪便样本里测试后,它指向了一种更简单、非侵入性的炎症性肠病跟踪方法。
这个项目还支持了更大规模的项目,搞一个可植入设备来监测肠道健康,并在需要的地方释放药物。
团队的工作还吸引了外部合作伙伴。
和英国斯特拉斯克莱德大学以及英国LGC国家测量实验室合作,Patel团队开发了一种检测心肌肌钙蛋白的传感器,那是心脏病发作的标志物。
每个成本约0.20英镑,在人血清中检测到了临床意义上的水平。
另外,和意大利那不勒斯费德里科二世大学合作,Miller博士、Patel和访问研究员Panagiota M. Kalligosfyri博士生产了一种完全3D打印的传感器,成本约0.30英镑,在实验室测试中捕捉到了与肺癌等疾病相关的微小分子。
那这些东西环保吗?坦率的讲,很多标准医疗传感器是一次性的,会留下大量塑料和化学废物。
所以布莱顿团队把可持续性当作起点,而不是事后才想。他们用更少的材料、更环保的生产步骤和可回收部件。
你猜怎么着?性能还保持住了。
Patel认为这些独立项目有一个共同主线,就是创造对患者更好、对环境更好、且更容易让世界使用的诊断技术。
长期目标是开发一种更便宜、更可持续、几乎任何地方都能制造出来的诊断工具包。
他说,无论你是在布莱顿、伯明翰还是世界另一端的资源匮乏环境,这些传感器应该都容易制造、价格低廉,能方便地适应新疾病。

布莱顿的策略核心是让诊断硬件本身大众化,而不仅仅是单个测试的价格。
这方向符合更广泛的趋势,研究人员已经多次用增材制造来降低电子和生物传感设备的成本。
比如,2025年,加州大学洛杉矶分校由Jun Chen教授领导的团队展示了一种3D打印诊断笔,用于帕金森病。
它通过磁性颗粒和机器学习读取书写震颤,整个系统价格低廉,适于低收入国家。而在那些地方,传统诊断靠昂贵的设备和专家评估。
另一个近期例子是英国慈善机构STAND在冈比亚的一个试点项目,用3D扫描和打印来做假肢接受腔。
项目由欧盟共同资助,得到南安普顿大学和拉德堡德大学医学中心的支持,目标是降低成本和生产时间,同时去掉有害化学物质,并计划在非洲推广。
这些方案建立在已经实现的低成本打印接受腔设计之上,接受腔的生产成本低至30欧元。
所以呢,打印的低成本工具正在稳步降低医疗保健的准入门槛。
说到底,这些努力都是为了实现没有昂贵基础设施的早期诊断和治疗。


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