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電子皮膚-比醫生更了解你的乳房健康

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電子皮膚具有更高的偵測靈敏度,可以發現比目前技術更深入的疾病徵兆,提早發現並提高病患的存活機率。Source: iStockphoto

我們的皮膚內分布了許多感覺受器,能讓我們以最快的速度「感受」到東西,但不是所有人的皮膚都能正常行使功能,如截肢患者或機器人。而皮膚底下藏著我們重要的器官與組織,目前大部分還是需要儀器才能進行檢測,但重病患者或是需要隨時監控健康狀態的人可能耐受不住天天跑醫院了。對此,科學家發明了一種電子皮膚,用來感知外部和監測內部,且為了使它更加貼近人類皮膚,目前的技術已經可以使它透明化且具延展性,甚至開始發展超乎皮膚的功能如記錄對話、癒合傷口和自行產生電力。而現在,電子皮膚可望取代儀器變身成為你的「專屬醫生」,連癌症它都不放過。

內布拉斯加大學(University of Nebraska)奈米科技與材料中心的研究人員,研發出了用奈米粒子做成的電子皮膚(Electronic Skin)原型,他們宣稱這項研發可以為乳癌提供早期的偵測方法。

電子皮膚具有更高的偵測靈敏度,可以發現比目前技術更深入的疾病徵兆,提早發現並提高病患的存活機率。《ACS應用材料與界面期刊》(journal ACS Applied Materials & Interfaces)所刊登的一份研究指出,像電子皮膚這樣的薄膜式觸覺裝置,可藉由接觸壓力使觸覺裝置的薄膜局部變形,描繪出接觸物體的形狀。

研究團隊將聚合物和 10 奈米(nm)的金奈米粒子沉積物,結合後旋轉塗覆,建立一層接著一層的觸覺裝置,金奈米粒子一般會和 3 奈米的硫化鎘奈米粒子結合,並用於癌症偵測和治療技術中。而這個多層次的結構的組成,是由 9 層的聚合物將 3 層的金奈米粒子和 2 層的硫化鎘奈米粒子分離,再將這所有的一切都推積在由銦錫氧化物(ITO)玻璃基材上,而當鋁箔用作於頂部電極時,ITO 可作為底部電極。

這個觸覺裝置和臨床醫生執行乳房檢查相比,偵測結果有何不同呢?研究人員將模擬腫塊植入一片矽樹脂,然後將觸覺裝置壓在矽樹脂上,施以乳房檢查中臨床醫生使用的相同壓力。結果顯示觸覺裝置足以偵測到矽樹脂中 20 毫米深、5毫米寬的人工腫塊,偵測結果比臨床乳房檢查更為顯著。醫療人員通常無法發現小於 21 毫米寬的腫塊。如果醫生能夠偵測到這些過往檢查容易遺漏的不規則小型腫塊,病患的存活機率至少能提昇至 94% 以上。

這項測試也成為其他的偵測技術的替代方案,如花費昂貴的磁共振成像(magnetic resonance imaging ,簡稱MRI),和不適用於年輕女性和乳房組織較為緻密的女性的乳腺攝影術(mammography)。而研究人員也注意到了此技術可以用於掃描和發現黑色素細胞瘤(melanoma)和其他癌症病患的早期徵兆,相信在未來偵測各種病症可以更加方便與詳細。

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫-智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所
審校:陳妤寧

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

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