NTU团队开发出可在10分钟内创建皮肤3D图像的便携式设备

新加坡南洋理工大学(NTU）的一个团队开发了一种便携式设备，该设备可以在10分钟内生成人类皮肤的高分辨率3D图像。研究小组表示，便携式皮肤测绘(成像)设备可用于评估皮肤状况的严重程度，例如湿疹和牛皮癣。

3D皮肤映射可能对临床医生有用，因为大多数用于评估皮肤状况的设备只能提供皮肤表面的2D图像。由于该设备还可以绘制出最多2mm的皮肤脊部和凹槽深度，因此还有助于监测伤口的愈合情况。

该设备将专门设计的胶片压在对象的皮肤上，以获得长达5厘米的印记，然后对其施加电荷，生成3D图像。研究人员使用可生物降解的生物塑料聚乳酸(PLA)设计并3D打印了他们设备的原型。电池驱动的设备长7-10厘米，重量仅为100克。

NTU制成的原型机是用具有可比技术的设备(例如光学相干断层扫描(OCT)机器)的一小部分成本开发的，成本可能高达数千美元，重达30公斤。

NTU土木与环境工程学院的助理教授Grzegorz Lisak领导了这项研究。他说：“我们的无创，简单且廉价的设备可用于补充目前的皮肤疾病诊断和治疗方法。由于可以随时获得医疗保健，未经医学培训的人员可以使用该设备制作皮肤图，并将其发送给医生进行评估。”

国家皮肤中心顾问皮肤科医生，南大李光前医学院助理教授Yew Yik Weng博士就该设备如何对临床医生有用发表了独立评论。绘制人体皮肤的表面纹理，这可能是一种有用的以3D方式绘制皮肤纹理和伤口愈合的方法，这在研究和临床试验中尤为重要。它发展成为临床环境中的护理点评估工具的潜力。

Yew博士补充说：“该设备在涉及伤口愈合的研究中可能特别有用，因为我们目前缺乏绘制皮肤脊的长度和深度的工具。目前，我们在试验中依靠照片或测量数据来仅提供2D评估。”

该研究的第一作者，南大土木与环境工程学院的博士生傅晓旭表示：“ 3D皮肤测绘设备易于操作。最重要的是，需要1.5V干电池运行该设备。这是电化学的基本但非常有效的应用示例，因为不需要昂贵的电子硬件。”

该技术本月在科学期刊《Analytica Chimica Acta》上发表，由Lisak副教授开发，他同时还是南洋环境与水研究所(NEWRI)的残渣和资源再生中心主任以及他的博士生Fu Xiaoxu先生。

3D皮肤的“黄金”解决方案

NTU设备的关键组件是一种称为PEDOT：PSS的聚合物，通常用于太阳能电池板中，以将光转换为电能。但是，研究小组发现其导电性有另一种用途-在镀金膜上再现皮肤图案。使用金是因为它具有出色的导电性和柔韧性。

要使用该设备，一个人按下按钮，将镀金膜压在受试者的皮肤上即可获得印记。这导致皮脂，一种由皮肤产生的油性物质，被转移到薄膜上，在皮肤表面留下印记。

接下来，将皮肤的印记转移到便携式设备，在该设备中将一组电极浸入溶液中。再次按下按钮，该设备将触发电荷流，使PEDOT：PSS沉积在未覆盖皮脂的区域的金膜表面上。这将产生皮肤的高分辨率3D地图，该地图反映了对象皮肤的隆起和凹槽。

研究人员以猪皮为模型，证明该技术能够绘制各种伤口的图案，例如刺伤，撕裂伤，擦伤和切口。研究小组还表明，即使是人类手背上的复杂皱纹网络也可以在胶片上捕获。薄膜还具有足够的柔韧性，可以在不平坦的皮肤区域绘制特征，例如肘部折痕和指印。

Lisak教授补充说：“该设备还被证明可以有效地举起指纹，并提供具有其特征的高分辨率3D图像。”Yew教授在评论该设备的潜在用途时补充说：“该设备可以协助指纹识别，这通常是在法医分析中进行的。当区分相似的打印件时，该设备可以提供更高的准确性，由于其图像具有3D性质。”

为了进一步验证其功效，该小组正在探索于今年晚些时候进行临床试验，以测试其装置以及其他潜在治疗用途的可行性。