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经皮生物传感与药物递送为个体化治疗提供了便捷、无痛且易于使用的解决方案。然而，在急性疾病的检测与治疗方面仍存在诸多挑战，这主要是由于当前技术难以在真实环境中，于短时间窗口内有效检测经皮生物标志物并向个体递送治疗药物。在此，我们集成了一种紧凑型声流控贴片，可实现经皮采样、传感与递送的快速自动化。利用声流驱动和三维打印微流控设计，我们组装了声流控采样模块和注射模块，分别用于穿透皮肤角质层、精准采集皮肤间质液，以及控制治疗药物的经皮释放。通过集成电化学传感模块，该一体化贴片可进一步实现经皮生物标志物的原位快速检测，并通过闭环控制实现治疗药物的自动经皮递送。作为概念验证应用，我们证明，该方法能够在过敏反应小鼠模型中，通过快速采样和传感检测经皮组胺，随后自动经皮递送肾上腺素，从而检测并逆转危及生命的急性过敏反应。这种创新性的声流控贴片有望推动新型经皮器件的发展，用于多种急性疾病的个体化治疗。
fengguo{at}iu.edu
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摘要
经皮生物传感与药物递送可为个体化治疗提供便捷、无痛且易于使用的解决方案。然而，在急性疾病的检测与治疗方面仍存在挑战，主要原因在于：在真实环境中，现有技术难以在短时间窗口内有效检测经皮生物标志物，并向个体施用治疗药物。在此，我们开发了一种紧凑型声流体贴片，可实现经皮采样、传感与递送，并具有快速、自动化的特点。借助声流效应和三维打印微流控设计，我们组装了声流体采样模块和注射模块，分别用于穿透皮肤角质层、精准采集皮肤间质液，以及对治疗药物进行受控的经皮释放。通过整合电化学传感模块，该一体化贴片可进一步实现经皮生物标志物的原位快速检测，并通过闭环控制实现治疗药物的自动化经皮递送。作为概念验证应用，我们在过敏反应小鼠模型中展示了该方法能够通过快速采样和检测经皮组胺，随后自动经皮递送肾上腺素，从而检测并逆转危及生命的急性过敏反应。这种创新性声流体贴片有望为多种急性疾病的个体化治疗提供新型经皮器件。
利益冲突声明
本手稿附有一项专利，名称为：用于采样与递送的声流体贴片。（申请号：19/252,811）。
已声明的资助方信息
美国国立卫生研究院，
https://ror.org/01cwqze88
，U01DA056242、U54AG090792、R01GM160423 和 R01DK133864
美国国家科学基金会
，EFRI2422149
版权
本预印本的。
保留所有权利。未经许可不得重复使用。
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发布于 2026 年 9 月 15 日。
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使用一体化声流体贴片进行经皮诊断与治疗
Yang Yang
、
Yantao Xing
、
Xiang Li
、
Zhuhao Wu
、
Hongwei Cai
、
Vivian Niu
、
Jack Crystal
、
Nian Wang
、
Ken Mackie
、
Weihua Guan
、
James Friend
、
Feng Guo
bioRxiv
2026.09.09.750438；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.09.750438
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Yang Yang
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Yantao Xing
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Hongwei Cai
、
Vivian Niu
、
Jack Crystal
、
Nian Wang
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Ken Mackie
、
Weihua Guan
、
James Friend
、
Feng Guo
bioRxiv
2026.09.09.750438；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.09.750438
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.09.750438v1?rss=1
🏷️ 声流控贴片 经皮生物传感 微流控采样 药物递送 闭环治疗 急性过敏反应
来源出处
利用集成式声流控贴片进行经皮诊断与治疗
https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.09.750438v1?rss=1