宾夕法尼亚州立大学和斯坦福大学的研究人员提出了一种改进的尿液检测系统，该系统可以为受自然启发的肾结石患者提供帮助，使患者能够在30分钟内获得结果，而不是目前一周或更长的周转时间。

肾脏结石的形成是由于某些盐和矿物质的堆积，这些盐和矿物质形成了晶体，这些晶体又粘在一起并扩大，在肾脏中形成硬块。结石进入尿道，可导致尿液中的血液，大量疼痛和泌尿系统阻塞。

对肾结石患者尿液进行代谢测试，以识别导致结石形成的代谢物，例如矿物质和溶质，是预防将来发生代谢的关键。当前通过要求患者在大容器中的24小时内收集其尿液来完成该测试。然后将容器发送到实验室进行分析，结果通常会在7到10天内返回。

生物医学工程和机械工程学教授，研究的主要研究员黄建仁说：“尽管有指导性建议，但漫长的过程，繁琐的采集程序以及获取结果的延迟使24小时尿液检测在临床实践中未能得到充分利用。” 该研究今天(5月22日)发表在《科学进展》上。

黄说，检测尿溶质和矿物质以获得测试结果需要昂贵的专用设备。因此，尿液样本必须运送到商业诊断实验室进行测试。为了解决这个问题，研究小组开发了一种仿生检测系统，称为滑液注入多孔表面(SLIPS)-LAB。

SLIPS是一种动态的，极低摩擦的光滑表面，通过将润滑液锁定在微米/纳米结构的基材中而形成。这受到猪笼草猪笼草植物的启发，猪笼草是食肉植物，具有独特的叶片形状，如猪笼草，并充满消化液。这些植物进化出了极滑的注入液体的微纹理轮辋，这些轮辋使昆虫掉入了“ pit子”。

Wong说：“我们可以从自然和环境中学习很多方面，而我们的研究就是生物医学工程师如何充分利用它的一个例子。”

SLIPS-LAB的工作原理是使试剂和尿滴易于在测试设备的液体添加通道的光滑表面上移动，而不会被卡住。液滴由拉普拉斯压差驱动，该拉普拉斯压差是由设备的几何形状引起的，由于表面张力而产生的较小压力。这使得反应物能够以必需的定时反应速率与尿液结合。

Wong说：“我们证明SLIPS-LAB使试剂和样品能够自行移动并为我们执行反应。” “这意味着该技术不需要技术人员来运行任何测试设备，因此可以在非传统环境中进行测试，例如医师办公室甚至患者的家中。”

然后可以使用扫描仪或手机读取测试结果，然后可以使用计算机算法分析扫描的图像。Wong说，所有这些步骤在医生的办公室大约需要30分钟。Wong说，另一个好处是SLIPS-LAB比常规的24小时测试更具成本效益。

Wong说：“ SLIPS-LAB的低成本，快速和简单将减少临床医生和患者进行结石风险代谢物分析的障碍。” “这将改善对尿路结石患者的管理，并为结石患者在移动健康环境中测试其尿液样本开辟新的可能性。”

该研究的主要作者，生物医学工程研究生李慧说，他们研究的另一个有希望的结果表明该测试还可以作为现场测试，这意味着患者无需24小时即可监测尿液中的某些水平。采集。