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종이로 만든 새로운 의료 진단 장치는 사용자의 터치만으로 전기 화학 분석을 수행하여 질병을 식별하고 색으로 구분된 테스트 결과를 판독하므로 전문가가 아닌 사람들도 쉽게 이해할 수 있다. 퍼듀 대학교 (Purdue University)의 연구팀은 이 장치는 완전히 종이로 만들어졌으며 값 싸고 소각 처리가 가능한 휴대용 실험실이라고 생각할 수 있다고 말했다. 또한 연구팀은 이 장치가 외진 마을이나 군 기지에 있는 훈련 받지 않은 사람들에게 전기, 깨끗한 물 또는 추가 장비를 필요로 하지 않고 다양한 질병을 테스트하는데 도움이 되기를 바라고 있다. 자체 전원 공급 방식의 종이 기반 전기 화학 장치 또는 SPED는 일반인이 자원에 대한 전기, 깨끗한 물과 추가 장비 접근이 제한되어 있거나 정교한 의료 서비스가 제한된 지역의 환자에게 진료를 제공하고 '진료 시점'에서 민감한 진단을 하도록 설계되었다. SPED는 저렴하고 가볍고 유연하며 사용하기 쉽다. 이 테스트는 장치의 원 모양에 2 인치 미만의 피를 묻어서 진단한다. SPED는 손가락 찌름 (finger-prick) 테스트 대신 샘플에 담글 수 있는 '자체 피펫팅 (self-pipetting) 테스트 영역'을 포함한다. SPED의 최상위 층은 테스트를 위해 혈액 샘플을 흡착시키는 채널을 정의하는 무늬가 있는 소수성 '도메인'이 있는 처리되지 않은 셀룰로오스 종이를 사용하여 제조된다. 이러한 '마이크로 유체 채널'은 특정 검사 결과를 나타내기 위해 색상을 변경하는 정확한 분석을 허용한다. 또한 기계 비전 진단 응용 프로그램은 SPED의 디지털 이미지에서 이러한 '비색계'테스트를 자동으로 식별하고 정량화하기 위해 만들어졌으며 사용자에게 빠른 진단 결과를 제공하고 원격 전문가의 상담을 용이하게 한다. SPED의 바닥 층은 '마찰 발전기' 즉 TEG로, 마찰 또는 가압만으로 간단히 진단 테스트를 수행하는데 필요한 전류를 생성한다. 연구팀은 훈련되지 않은 사용자가 수행할 수 있도록 진단 테스트를 자동화하기 위해 SPED에 쉽게 연결되는 전위 가변기 (potentiostat)라는 저렴한 휴대용 장치를 설계했다. 전위 가변기에 전원을 공급하는 배터리는 SPED에 내장된 TEG를 사용하여 충전할 수 있다. 연구는 종이 기반의 TEG를 사용하여 재충전할 수 있는 저가의 휴대용 전위 가변기와 결합하여 신속하고 정확하며 민감한 전기 화학적 분석을 수행할 수 있는 최초의 자가 전원 용지 기반 장치를 보고하고 있다. SPED는 롤 투 롤 인쇄 또는 스프레이 증착과 같은 대량 인쇄 기술과 호환된다. 매우 민감하고 정확한 탐지를 가능하게 하는 '다중화된' 분석을 수행할 수 있다. 다양한 현장 진료 테스트 어플리케이션을 위한 다양한 타겟을 제공한다. 또한 리소스 제한 설정에서 원격 진료 애플리케이션을 용이하게 하기 위해 다른 전자 장치에 전력을 공급하는데 사용할 수 있다. SPED는 간, 신장 기능, 영양 실조 및 빈혈과 관련된 요인을 나타내는 포도당, 요산 및 L-젖산, 케톤 및 백혈구와 같은 생체 표지 물질을 검출하는데 사용되었다. 이 기술의 향후 버전에는 뎅기열, 황열병, 말라리아, HIV 및 간염과 같은 질병을 탐지하기 위한 보다 복잡한 분석법을 위한 몇 가지 추가 레이어가 포함될 것이다. |
