德克萨斯大学奥斯汀分校的科克雷尔工程学院的一组研究人员发明了一种生产廉价且高性能的可穿戴贴剂的方法，该方法可连续监测人体的生命体征以进行人体健康和性能追踪，其性能可能优于传统的监测工具例如心脏事件监视器。
研究人员于9月23日在“高级材料”杂志上发表了有关其专利申请过程的论文。
该团队的制造方法由路南树(Lanshu Lu)助理教授领导，旨在为表皮电子产品的大规模生产构建类似纹身的一次性健康监测贴片，这是路在2011年帮助开发的一种流行技术。
团队的突破是可重复的“剪切和粘贴”方法，可将制造时间从几天缩短到仅20分钟。研究人员认为，他们的新方法与卷对卷制造兼容-卷装制造是使用一卷柔性塑料和一台加工机批量生产设备的现有方法。
像临时纹身一样粘在皮肤上的可靠，超薄的可穿戴电子设备是一个相对较新的创新。这些设备具有拾取和传输人体重要信号的能力，可以跟踪心率，水合水平，肌肉运动，温度和大脑活动。
尽管这是一项很有前途的发明，但冗长，繁琐且昂贵的生产过程至今仍阻碍了这些可穿戴设备的潜力。
“表皮电子产品最吸引人的方面之一是其具有一次性使用的能力，” Lu说。“如果您可以廉价地制造它们，比如说1美元，那么更多的人将能够更频繁地使用它们。这将为许多移动医疗应用及其他领域打开大门。”
UT奥斯汀方法是生产这些电子产品的第一个干法和便携式方法，与当前方法不同，该方法不需要洁净室，晶圆和其他昂贵的资源和设备。取而代之的是，该技术依赖于自由形式的制造，这种形式的范围与3-D打印类似，但是不同之处在于，材料是去除而不是添加。
两步过程从沉积在聚合物片材上的廉价，预制，工业级金属开始。首先，使用电子机械切割器在金属聚合物片上形成图案。其次，在去除多余的区域后，将电子设备印刷到任何聚合物粘合剂上，包括临时纹身膜。切纸器是可编程的，因此可以轻松自定义贴片和图案的尺寸。
科克雷尔学院副教授兼材料专家德吉·阿金万德(Deji Akinwande)认为，卢的方法可以转移到卷对卷制造中。
“这些最初的原型补丁可以适应于卷对卷制造，从而可以大大降低批量生产的成本，” Akinwande说。“鉴于此，Lu的发明代表了移动医疗行业的一项重大进步。”
研究人员制作出粘贴好的贴片后，对其进行了测试。在每项测试中，研究人员的新制作的贴片均能吸收比现有医疗设备所采集的身体信号更强的身体信号，其中包括ECG / EKG(一种用于评估心脏电和肌肉功能的工具)。研究小组还发现，他们的贴片几乎完全贴合皮肤，从而最大程度地减少了运动引起的虚假信号或错误。
UT Austin的可穿戴贴片非常灵敏，Lu和她的团队可以设想佩戴这些贴片的人可以通过肌肉信号更轻松地操纵假肢。卢说，目前，“我们正在努力在低成本补丁中增加更多类型的传感器，包括血压和血氧饱和度监测器。”