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

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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。