前言
心力衰竭是一个主要的公共卫生问题，仅在美国就有640多万人受此影响，每年新增55万例。尽管治疗取得了进展，但这种疾病经常对药物产生难治性，最终需要使用心室辅助装置(VADs)进行长期机械循环支持。近二十年的临床经验表明，VAD支持可显著改善生存率、功能状态和生活质量。尽管取得了这些成功，目前并发症的持续存在限制了长期结果。特别是，VAD治疗的血栓形成性质需要长期抗凝治疗，最常见的是血液稀释剂华法林。
虽然这降低了由凝血级联激活引起的并发症的风险(最担心的是泵血栓形成)，但慢性抗凝不可避免地会有出血事件的风险，这是与VADs相关的最常见的并发症。几个因素可以导致PT/INR的变化，包括活动水平、健康问题和药物治疗。因此，需要定期的血液检测来测量患者的凝血酶原时间/国际标准化比值(PT/INR)值，以确保华法林水平在治疗水平内。因此，确保足够凝血时间的监测系统是医学上迫切需要的。虽然患者使用家用设备进行PT/INR自我检测并不是一个新概念，对患者和医疗保健系统来说也不太麻烦，但只有一小部分VAD患者进行自我检测，因为这些设备和试剂盒的成本较高(将保险范围限制在每周一次的检测)以及设备性能不一致。由于这些原因，一种可提供便携式、低成本、简便和准确的PT/INR监测的替代设备可能会在使用VAD支持的晚期心力衰竭患者的慢性管理中提供显著的益处。
研究内容
杜克大学的研究人员发明了一个用于PT/INR测量的全打印手持式阻抗凝血仪。为了制造一种坚固的装置，电极被气溶胶喷射印刷到柔性基底上，并在应变下进行测试，在所有测试情况下产生一致的凝结时间。工作频率优化为15千赫，凝血时间稳定在2%以内。该装置的功能在来自动物和人类受试者的全血中得到了验证，证明了该方法作为广泛测试平台的能力。最后，该团队设计了一种带有低成本电子器件的手持式传感器，其测量精度在昂贵的、固定的、基于计算机的测试系统的标准偏差范围内。综上所述，这些结果为完全印刷的阻抗凝血仪奠定了基础，该仪器解决了对低成本、坚固的POC设备的未满足需求，通过早期检测PT/INR的紊乱，有可能改善VAD患者(和其他慢性华法林人群)的预后。
实验方法
一种基于阻抗的装置，由两个连接到导电垫的平行电极组成，被印刷到载玻片上。首先通过在丙酮中超声处理5分钟，用去离子水冲洗，然后用氮气干燥来清洁所有基材。然后将底物在异丙醇中超声处理5分钟，用去离子水漂洗，用氮气干燥。银纳米粒子迹线被印刷作为导电电极和接触垫。银纳米粒子(AgNP)油墨是通过将商业AgNP溶液与松油醇以9:1的比例混合来制备的，以优化粘度，便于印刷并实现小线宽。使用视光AJ300打印机的超声波雾化器模式进行打印。将1毫升制备好的AgNP油墨添加到AJ300打印机打印机中，并使用150米喷嘴进行打印。印刷期间压板温度保持在60℃，同时使用25 SCCM的鞘气流率、20 SCCM的雾化器气流率和350毫安的超声波雾化器电流来印刷导电迹线。所有AgNP打印均采用8毫米每秒的打印速度。印刷后，在烘箱中于200℃退火1小时。为了便于印刷，选择两个电极之间的间距为150米。
印刷凝血酶原时间装置的制造和测试
基于阻抗的印刷式生物传感器检测鸡血的凝固性
用印刷生物传感器对人体抗凝血进行PT测试
用于控制印刷PT/INR传感器的手持式POCT系统
结论
总之，这项工作展示了第一个全印刷生物传感器的低成本。测试频率优化为15千赫，以克服10千赫以下的高血液电容；在10到50千赫之间的频率上没有观察到性能的显著改善。这种种低成本、手持、基于阻抗的POCT，这可能有助于心力衰竭患者，更广泛地说，所有需要监测其PT/INR的患者在家中进行PT/INR测试。
https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112770。
