表皮成分モニタリングシステムによる皮膚表面物質の分泌動態評価

利用表皮成分监测系统评价皮肤表面物质的分泌动态

基本信息

批准号：
22K04901
负责人：
工藤寛之
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Meiji University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04901/
关键词：
バイオセンサ生体計測電気化学ウェアラブル汗中成分

项目摘要

本研究では、2022年度から2024年度の間に、（１）皮膚表面の多様な物質をリアルタイム計測するウェアラブルなシステムを開発し、（２）皮膚表面における生体成分に基づいて生体の活動や生理的な状態を推定するツールとしての有効性を実験的手法で明らかにするとともに医療や美容の分野での新しいアプリケーションを提案することを目的としている。2022年度においては、これまで研究代表者が開発を進めてきた「汗中成分モニタリングシステム」を小型化し、完全にウェアラブルなシステムとすることにより容易に生体成分の情報を計測するための準備を中心に研究を推進した。具体的には、ポテンシオスタットや薬液搬送用のポンプ、バイオセンサなどを腕時計型のデバイスに集約し、電気化学測定用の集積回路とポンプドライブ用の集積回路、及びこれらを制御するためのマイコンを25mm角程度の基板に収めた専用回路を構築した。この回路はBluetooth Low Energyにて携帯電話等と接続して動作するもので、携帯電話から動作の制御を行う他、データの表示や処理も端末上で行うことが可能である。このためのソフトウェアに関してもコーディングを行い、すでに基本的な動作を確認している。本システムを用いて運動中の被験者の汗中乳酸モニタリングを行ったところ、運動に伴う分泌量の上昇と運動停止後の初期値への回復が確認され、システムの一連の要素が適切に動作していることを確認した。またこの成果については電気学会・センサ・マイクロマシン部門誌やAPSIPA2022国際会議等にて報告した。

在这项研究中，2022财年至2024财年期间，我们将（1）开发一种可实时测量皮肤表面各种物质的可穿戴系统，以及（2）根据皮肤表面的生物成分开发生物活性和生理信息。本研究的目的是通过实验方法证明该方法作为估计某些条件的工具的有效性，并提出在医学和美容领域的新应用。 2022财年，我们将重点准备通过将研究代表一直在开发的“汗液成分监测系统”小型化并使其成为完全可穿戴的系统来轻松测量生物成分信息。具体而言，将恒电位仪、用于输送化学液体的泵、生物传感器等集成到手表形状的装置中，并且集成了用于电化学测量的集成电路、用于泵驱动的集成电路以及用于控制它们的微计算机。我们构建了一个专用电路，将其安装在一块大约 25 平方毫米的板上。该电路通过使用蓝牙低功耗连接到移动电话等进行操作，除了从移动电话控制操作外，还可以在终端上显示和处理数据。我们还为此编写了软件，并已经确认了其基本操作。当使用该系统监测受试者运动期间的汗液乳酸时，证实分泌水平随着运动而增加，并在运动停止后恢复到初始值，这表明一系列系统元件正在正常工作。我们还在日本电气工程师学会、Sensors and Micromachines Division Journal、APSIPA 2022 International Conference等上报道了这一结果。