CN106535626A - 用于动物生命周期监视的文身和文身施用器 - Google Patents

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Abstract

在一些示例中,一种监视动物的方法可包括基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态。所述方法还可包括记录所述动物的所述生理状态。所述方法还可包括响应于指示生理事件或状况的所述生理状态,触发警告以应对所述生理事件或状况。

Description

用于动物生命周期监视的文身和文身施用器
背景技术
除非本文中另外指示,否则本文中描述的材料不是本申请中的权利要求书的现有技术,并不因包括在该部分中而被承认是现有技术。
肉类或乳制品行业中使用的或者供育种的家畜的健康可决定成品的质量和价值并且可能不容易得到关于家畜健康的信息。例如,可能一直不知道因屠宰引起的动物的健康和压力状态,直到进行屠宰后。某些动物可能由于屠宰之前的压力而黑切,该压力可能源自运输、野蛮装卸、诸如冷锋的气温状况改变、或造成动物在屠宰之前利用其糖原储备的其他因素。在黑切动物中,可能有相对较少量的糖原可用于被转换成宰后动物中的乳酸并且其肉的颜色因此会比正常的暗。这种黑切肉可被视为相比于非黑切肉的等级更低并且价值更小。
发明内容
本文中描述的技术总体上涉及用于动物生命周期监视的文身。
在一些示例中,一种监视动物的方法可包括基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态。所述方法还可包括记录所述动物的所述生理状态。所述方法还可包括响应于指示生理事件或状况的所述生理状态,触发警告以应对所述生理事件或状况。
在一些示例中,一种监视动物的系统可包括文身读取器、处理器、计算机可读介质和健康监视应用。所述文身读取器可被构造成测量注入所述动物的皮肤中作为文身的智能墨水的光学性质并且生成测得的所述光学性质的当前值。所述处理器可与所述文身读取器通信连接。所述计算机可读介质可与所述处理器通信连接。所述健康监视应用可包括能由所述处理器执行以执行一些操作的计算机指令。所述操作可包括基于测得的所述光学性质的当前值来确定所述动物的生理状态。所述操作还可包括记录所述动物的所述生理状态。所述操作还可包括响应于指示生理事件或状况的所述生理状态,触发警告以应对所述生理事件或状况。
在一些示例中,描述了一种计算机可读介质,所述计算机可读介质包括存储在其上的计算机可读指令。响应于被处理器执行,所述计算机可读指令可致使所述处理器执行或可致使所述处理器控制包括以下步骤的操作的执行:基于含注入动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定动物的生理状态。所述操作还可包括记录所述动物的生理状态。所述操作还可包括响应于指示生理事件或状况的生理状态,触发警告以应对所述生理事件或状况。
以上的发明内容仅仅是例示性的,并不旨在是任何方式的限制。除了例示方面、实施方式和特征之外,通过参照附图和下面的具体实施方式,其他方面、实施方式和特征将变得清楚。
附图说明
根据结合附图进行的以下描述和随附权利要求书,将变得更充分地清楚本公开的以上和其他特征。要理解,这些附图只描绘了按照本公开的一些实施方式,因此将不被视为限制其范围,将通过使用附图用额外的细节和详情来描述本公开。在附图中:
图1A是用于监视一个或更多个动物的示例系统的示图;
图1B是用于监视图1A的一个或更多个动物的另一个示例系统的示图;
图2示出示例动物和动物身上布置的含智能墨水的一个或更多个文身;
图3A至图3C示出示例动物耳朵、文身施用器和可应用于动物耳朵的文身;
图4是用于监视动物的示例方法的流程图;
图5是示例文身施用器的框图;
图6A示出具有处于回缩状态的针的文身施用器的一些元件的示例构造;
图6B示出具有处于展开状态的针的图6A的文身施用器;
图6C示出图6A和图6B的文身施用器的墨辊的示例;
图7A示出具有处于回缩状态的针的文身施用器的一些元件的另一个示例构造;
图7B示出具有处于展开状态的针的图7A的文身施用器;
图7C示出图7A和图7B的文身施用器的墨水台的示例;
图8A示出具有处于回缩状态的针的文身施用器的一些元件的另一个示例构造;
图8B示出具有处于展开状态的针的图8A的文身施用器;
图9A示出文身施用器的示例图案选择机构;
图9B示出包括图9A的图案选择机构的文身施用器的底视图;
图10A和图10B示出另一个文身施用器的一些元件的示例构造;
图10C示出图10A和图10B的文身施用器的另一个示例构造;
图11是示出被布置成监视动物和/或控制文身施用器的示例计算装置的框图;
图12示出包括与多个抗原受体结合的PDA囊泡的示例传感器;
图13A至图13C描绘了注入动物的真皮中的传感器的操作;
图14A和图14B描绘了将文身墨水注入动物皮肤中;以及
图15示出包括隐色染料的示例传感器,
所有这些都是按照本文中描述的至少一些实施方式布置的。
具体实施方式
在下面的具体实施方式中,参考形成其部分的附图。在附图中,类似的符号通常标识类似的组件,除非上下文另外指示。具体实施方式、附图和权利要求书中描述的例示实施方式不旨在成为限制。在不脱离本文中提出的主题的精神或范围的情况下,可利用其他实施方式,并且可进行其他改变。如本文中总体描述的并且在附图中示出的本公开的一些方面可按各种各样不同的构造来布置、取代、组合、分离和设计,所有这些都是本文中明确预料到的。
本公开总体上涉及(除了其他之外)方法、设备、系统、装置和计算机程序产品,这些方法、设备、系统、装置和计算机程序产品总体上涉及基于含智能墨水并且施用于动物的文身来监视动物健康。可在除了监视动物健康外的各种使用情况下实现包括智能墨水的文身,以下对其中一些进行描述。本公开总体上还涉及(除了其他之外)与施用文身相关的方法、设备和系统。在参照附图之前,将给出对与基于文身来监视动物健康关联并且与施用文身关联的各种方法、设备、系统和装置的描述。
如本文中使用的术语“文身”可包括通过将墨水和/或其他墨水元素注入皮肤中而在皮肤中形成的图案。本文中描述的用于监视动物健康的文身可通过含一种或更多种墨水元素的文身墨水形成。每种墨水元素可包括可施用于动物皮肤上的注射部位处或内部的各种物质中的任一种。形成文身的皮肤区域可被称为注射部位,并且可在用或不用一个或更多个针或微针穿透皮肤的情况下,将墨水元素注入皮肤中。例如,可通过穿透皮肤到达皮肤的一个或更多个层或深度的针或微针,将墨水元素注入注射部位处皮肤的这些层或深度。又如,可在不用针或微针穿透注射部位处的皮肤的情况下,通过向皮肤表面施用墨水元素并且允许墨水元素溶剂化,穿过皮肤表面到达皮肤的一个或更多个层或深度,将墨水元素注入皮肤的一个或更多个层或深度。
被注入各墨水元素的皮肤的层或深度可包括表皮、真皮、或皮肤的皮下组织、表皮的子结构(诸如透明层、颗粒层、荆细胞层、粘膜层、生发层、角质层、或表皮的其他子结构)、真皮的特定区域(诸如,乳突区域、网状区域、或真皮的其他区域)、或皮肤的其他特定层、子结构、或区域。墨水元素中的每种可包括智能墨水、非智能墨水、因子、试剂、或支承元素,以下描述它们的各种示例。
在一些实施方式中,可通过调整体内用于可见或光学检测结果的体外试验技术来形成智能墨水和/或其他墨水元素。该调整还可包括稳定用于中期(例如,一个月或更长)或长期(例如,一年或更长)停留在体内的试验。另选地或另外地,如体内试验一样,可从开始起,形成智能墨水或其他墨水元素。可通过所得的文身来感测、转换并且显示体内试验中包括的智能墨水和/或其他墨水元素。
在一些实施方式中,智能墨水可总体上被构造成回应于动物、动物的部分、或动物的腔室的特定生理靶,可被称为靶标记。另选地或另外地,智能墨水可包括具有可变光学性质的一个或更多个传感器,可变光学性质可表征动物中是否存在靶抗原或其他靶标记。可变光学性质可包括颜色、荧光、或其他光学性质,在不存在靶抗原或其他靶标记的情况下可具有一个值或值的范围,而在存在靶抗原或其他靶标记的情况下可具有另一个值或值的范围。靶标记可包括动物的葡萄糖或葡萄糖水平、动物的水或水合程度、动物的体温、动物的pH、动物中的激素或激素水平、动物中的特定病原体、动物中的特定抗原、盐、矿物质、维他命、糖、碳水化合物、脂质、磷脂、核酸、多核苷酸、蛋白质、抗体、免疫调节分子、疾病标记、或可表征动物中的生理状况或事件的其他靶标记。
在一些实施方式中,智能墨水可被构造成回应动物中的抗原,可包括与抗体或其他抗原受体偶联的紫外(UV)辐射变色聚丁二炔(PDA)囊泡。智能墨水可被构造成所回应的抗原可以是特定激素特异性的或者可以说是表征动物中的特定激素的激素水平(诸如,皮质醇或黄体酮水平)。因此,抗原可包括激素特异性抗原并且与PDA囊泡结合的抗体可包括激素特异性抗体。例如,抗体可包括用于检测皮质醇特异性抗原的皮质醇特异性抗体、或用于检测黄体酮特异性抗原的黄体酮特异性抗体。
在各种实施方式中,与激素特异性抗体结合的PDA囊泡可被称为传感器。当激素特异性抗体暴露于溶液中的对应激素特异性抗原时,可在PDA囊泡上产生不同的颜色改变。生物成因的激素特异性抗体可与PDA囊泡结合,以形成智能墨水。在存在激素特异性抗原的情况下智能墨水从蓝到红的颜色改变可以是清晰且敏感的。该颜色改变可以是由于PDA囊泡表面处的免疫反应导致的,这会导致PDA囊泡中的构象改变。在该示例中,从低至每毫升100纳克(ng/mL)、10ng/mL、或1ng/mL的浓度起,颜色改变可以是肉眼可见的。低至100ng/mL、10ng/mL、或1ng/mL的浓度可足够敏感,用作例如皮质醇或黄体酮的血液浓度的阈值传感器。然而,实际上,可通过将适宜的抗体、抗体模仿物、受体分子、或被构造成将靶抗原或其他靶标记与PDA囊泡结合的其他抗原受体结合,使用此智能墨水来检测任何抗原。可通过在PDA囊泡的隔膜中添加各种量的脂质来实现调节这些系统的灵敏度:脂质的类型和浓度可改变灵敏度。
在一些实施方式中,包括具有PDA囊泡的智能墨水的文身墨水可在诸如磷酸盐缓冲盐水(PBS)的载体中传递。在一些实施方式中,载体可提供流动和/或可匹配注射部位的状况(例如,pH和渗透摩尔浓度)。
在一些实施方式中,包括这些传感器的智能墨水可被注入皮肤中,形成文身,智能墨水可响应于将激素特有抗原结合到与PDA囊泡结合的激素专用抗体,将颜色从蓝色变成红色。肉眼可能能读取颜色改变。颜色改变还可以是被机器读取的。例如,光学成像器可包括用于拍摄照片的数字相机,计算机可处理该照片以确定文身中的颜色。另选地,光学成像器可包括分光光度计,分光光度计可测量文身的吸光率,以确定文身的什么颜色处于给定时间点。随后,可将所确定的颜色信息与动物的特有标识符(ID)关联。
在一些实施方式中,PDA可在非荧光状态(例如,当它是蓝色时)与荧光状态(例如,当它是红色时)之间交替。如此,在这个示例中,还可通过测量智能墨水的荧光来读取智能墨水。为了测量荧光,例如,可通过辐射源来提供适宜的激发照射。当智能墨水的PDA是红色时,将PDA暴露于激发照射会造成PDA发荧光。可使用荧光分光光度计或其他合适装置来测量荧光。
在各种实施方式中,肉眼可见和/或机器读取所需的智能墨水的浓度可取决于一个或更多个因素(诸如文身的深度、动物的品种或其皮肤上的注射部位、文身的面积、是否测量到颜色或荧光、可在其中读取文身的环境以及各种其他因素)。然而,如果将由肉眼读取智能墨水,则带有智能墨水文身的1平方厘米(cm)区域可包括在1毫克(mg)和100mg的PDA囊泡之间,或者40mg和100mg之间、或者80mg和100mg之间。可根据需要,调节正文身的区域的大小和带文身的区域中的智能墨水的浓度。
在一些实施方式中,智能墨水可在动物皮肤中稳定达延长时间,例如,达数月或甚至一年或更长。在各种实施方式中,智能墨水的PDA囊泡可被包埋在半渗透包埋中,相比于非包埋实施方式,其退化和再吸收减少。异种器官移植的海藻酸钠包埋为原本将会受到宿主免疫系统攻击并且被快速清除的材料供应稳定的环境。海藻酸钠可以是生物兼容的并且可被调节成适宜的分子量截留,以确保所关注分子(例如,激素特异性抗原)流动进出传感器附近。在非限制示例中,PDA囊泡可与特异性结合皮质醇的激素特异性抗体结合,大约1千道尔顿(kDa)的分子量截留可足以允许皮质醇相对自由地扩散,同时防止侵入分子量超过分子量截留的酶的传感器附近。这些酶可包括蛋白酶或可使激素特异性抗体分解的其他酶。
在一些实施方式中,传感器可被包埋在可半渗透或不可渗透的时间释放包埋中。时间释放包埋可在一定时间段内分解,最终暴露其内的传感器。持续时间可包括大约数秒、数分钟、数小时、数日、数周、数月、或某个其他持续时间的时间段。例如,持续时间可包括24小时、30日、45日、90日、或某个其他持续时间。在一些实施方式中,智能墨水中的不同传感器集合可被包埋在不同持续时间的时间释放包埋中,以随时间推移,错开地暴露不同传感器集合。如果时间释放包埋是半渗透的,则传感器可被包埋的同时如上所述在进行操作。在半渗透时间释放包埋分解之后,传感器可暴露于动物内的退化和重新吸收,如果所暴露的智能墨水没有以其他方式在动物皮肤中达到稳定,则这样会最终造成带有智能墨水的文身、或文身的智能墨水中的至少某个部分褪色或消失。如果时间释放包埋是不可渗透的,则传感器可通常是不启动的,而是被包埋在不可渗透的时间释放包埋内。在不可渗透的时间释放包埋分解之后,可启动传感器来感测抗原或其他化合物。时间释放包埋中的传感器包埋可用于致使文身随时间推移而自动褪色或消失、传感器中的一些或全部的时间延迟启动、或某种其他后果。
在一些实施方式中,智能墨水可被嵌入真皮中,以确保一些实施方式中的大幅灌注,或者嵌入动物皮肤的任何其他所期望层、深度、或结构处。可将诸如下述一个或更多个因子的其他墨水元素注入带有智能墨水或在智能墨水附近的皮肤中,通过促进文身附近的毛细管生长来增加传感器的灌注。真皮可提供与毛细血管床的接触,同时仍然与动物皮肤表面足够靠近以确保传感器的可视性。表皮可在文身上方提供保护层,保护层有助于随时间推移将其稳定。另选地,文身可被嵌入成更朝向表皮,在表皮中,或甚至在真皮下面(诸如,在下皮或皮下组织内)。在某些情况下,文身可被嵌入动物皮肤结构内的多个层中。
在一些实施方式中,包括以上智能墨水的文身墨水还可包括用于促成和/或改进对应文身测量的一种或更多种墨水元素。例如,文身墨水还可包括一个或更多个因子、试剂、和/或支承结构。两个示例因子包括血管内皮生长因子(VEGF)和表皮生长因子(EGF)。VEGF可在注入文身之后为传感器附近补充血管,以当血流中存在抗原或其他标记时,增加或确保传感器暴露于抗原或其他标记。EGF可促成愈合并且减少注射部位处的疤痕形成,这样可提高通过动物皮肤的传感器和/或智能墨水的可视性。这些试剂可包括不透明度增强试剂、诸如莫诺苯宗的脱色剂、诸如巯基乙酸的脱毛剂、诸如钛酸盐的UV阻挡剂、或用于提高传感器和/或智能墨水的可视性和/或延长文身的寿命的其他试剂。支承结构可包括诸如交联胶原水凝胶支架的水凝胶支架,在将文身墨水注入之后水凝胶支架可被表皮细胞或其他细胞浸润,以愈合并且减少注射部位处的疤痕组织。
在一些实施方式中,文身墨水的各种墨水元素可被混合在一起和/或被一起传递到注射部位处。另选地或另外地,一些墨水元素可与其他墨水元素分开进行传递。以下,描述能够将不同的墨水元素(或相同的墨水元素)传递到皮肤的不同层或深度的各种文身施用器。各墨水元素被传递到达的皮肤的特定层或深度可取决于墨水元素及其预期目的、动物皮肤上的注射部位位置和动物的品种,可能还有其他标准。例如,上述具有PDA囊泡的智能墨水可进入真皮中,接触动物皮肤的毛细血管床,可将有效去除注射部位处存在的黑色素或其他颜料的脱色剂注入表皮中,以作用于那里存在的黑色素细胞,同时可将去除毛发的脱毛剂施用于皮肤表面或者可将脱毛剂注入毛囊所处的真皮或下皮内的层。
产生智能墨水和墨水元素的许多实施方式的策略可利用通常所谓的安全(GRAS)化学品,使得智能墨水和墨水元素可用于动物产品(可进入食物链)和/或人体内。此外,这种和其他智能墨水和墨水元素可具有数月或更长的保存限期,或者可用诸如抗氧化剂的防腐剂进行稳定,以确保数月或更长的保存期限。文身本身(及其智能墨水)可以在被注入皮肤中之后稳定达数年。在与文身相同的注射部位处或相同的注射部位中的额外墨水元素(诸如UV阻挡剂)可甚至进一步延长文身的寿命以减少由于暴露于太阳光而导致的分解。
在一些实施方式中,智能墨水可回应动物的抗原或其他标记。例如,智能墨水可包括以生色团为官能团并且被改性以优先接受靶激素的环糊精。生色团可包括甲基红,甲基红的颜色可被环糊精抑制,除非在环糊精内存在靶激素作为客体,这种情况下生色团可在皮下pH下呈现橙色。该智能墨水可不放大激素信号,并且可不高度敏感。如此,该智能墨水可用于检测激素水平的递增累计增量,而非纳摩尔阈值。例如,该智能墨水可用于检测微摩尔至毫微摩尔范围内的递增累计增量。
在一些实施方式中,另一种智能墨水可包括聚合物包埋溶液中的表面抗体或核酸适体官能化金纳米粒子。这些粒子当单独悬浮时可形成强结构颜色。当对应的靶分子结合到表面抗体并且造成纳米粒子成团时,该结构颜色可通常从红色变为蓝色。该智能墨水可具有放大效应,因为一个结合靶分子可使多个纳米粒子成团。存在用于皮质醇和类似分子的金纳米粒子表面核酸适体并且可将其用在智能墨水中,以检测皮质醇或其他类似分子。例如,该智能墨水可检测用于皮质醇的低至40ng/mL、30ng/mL、或20ng/mL的浓度。高灵敏度与低程度放大相结合可导致该智能墨水在阈值测试时具有良好性能。
在一些实施方式中,另一种智能墨水可包括与碱性磷酸酶结合的激素抗体的包埋。该结合可抑制酶功能。该包埋可包括标准碱性磷酸酶染色(例如,固红紫–萘酚AS-BI磷酸盐),该染色可一直不启用,直到出现激素-抗体结合。可响应于激素-抗体结合来恢复磷酸酶活性并且可启用染色。
在一些实施方式中,另一种智能墨水可包括细菌细胞系,细菌细胞系可以是可具有可调放大响应和可控表现二者的简单且可控的激素响应系。例如,大肠杆菌(E.coli)菌株可被工程化,以回应许多靶分子,并且以可调方式放大信号。存在对于类固醇的自然细菌响应,并且该响应可借助质粒按基因传递到大肠杆菌。该响应可出现低至至少0.5毫摩尔(mM)、或低至纳摩尔(nM)范围或皮摩尔(pM范围)。颜色改变的简单形式可包括将酶褪色成诸如Remazol Black-B的酶敏感染料灌注包埋的表达。
在一些实施方式中,另一种智能墨水可包括来自诸如泰国斗鱼的鱼的无限增殖化色素细胞或黑色素细胞系,以感测并且提供对特异性激素的颜色或阴影响应。可通过将细胞内的现有响应改性成对类固醇浓度的黑色素细胞响应来生成靶特异性。这些细胞可被包埋在它们仍然能够接收血液溶质的地方。
另一种智能墨水可包括动物的色素细胞器官响应于靶激素被工程化的包埋组织,类似于细胞层次改性黑色素细胞的操作。墨鱼、章鱼和某种硬骨鱼拥有可用于此目的的器官组织。该组织可非常适于繁殖和改性。
在一些实施方式中,另一种智能墨水可包括拥有由带有靶激素印记的分子印迹聚合物(MIP)构成的诸如反蛋白石的1、2、或3维光子晶体结构的粒子。精细调节后的光子结构可根据多孔元素的间隔来产生特定结构颜色。MIP可将靶分子吸收到其印记中并且经受膨胀处理,这会造成间隔改变,进而造成成分的结构颜色的可视改变。已经形成了黄体酮和皮质醇的MIP吸收。这些成分可检测低于50ng/L的被分析物浓度。
在一些实施方式中,另一种智能墨水可包括含允许激素触及激素抗体的可渗透聚合物元素上固定的激素抗体上方的受包埋取向控制的液晶膜的颗粒。当激素抗体脱离靶抗原从而看起来暗时,液晶可垂直对准。当出现抗原结合时,液晶可旋转并且变成对于偏振光而言高度反射。
上述智能墨水中的一些或全部可响应于靶激素。现在,将描述可响应于一个或更多个其他生理靶(诸如温度)的各种智能墨水。响应于温度的某些智能墨水可包括在一定温度范围内可逆或不可逆地褪色或变色的热致变色隐色染料。适于用作智能墨水的示例隐色染料可包括具有温度可控质子化的结晶紫内酯。隐色染料可被包埋在含有机酸盐和针对特定熔点(m.p.)选择的溶剂的微胶囊中,以实现隐色染料的颜色/褪色改变的大约39℃的临界点(或其他合适的临界点)。作为特定示例,隐色染料可用例如诸如内豆蔻醇(m.p.38℃)与低百分比的十六烷醇(m.p.49℃)的脂肪醇混合物包埋。在这个示例中,39℃临界点可适用于牛或带有大约38℃-38.5℃的成牛牛体内的标准体温的其他动物。在这个示例中,响应于溶剂溶化,溶质可变成移动的并且pH可下降,这样可生成致使微胶囊内颜色改变的隐色染料中的结构改变。微胶囊可被称为传感器。
在一些实施方式中,这些传感器的包埋可在大约3-5微米(μm)的聚酯或聚苯乙烯球体内或其他合适的惰性聚合物微胶囊内。
在一些实施方式中,包括包埋隐色染料的智能墨水的化学品可提供可逆改变。可用某些可经历不可逆颜色改变并且可提供温度峰值的永久记录的隐色染料。各种这些隐色染料是现成可用的。
在一些实施方式中,包括经受可逆或不可逆颜色改变的隐色染料的智能墨水对于肉眼可以是可见的和或可由文身读取器能测量的。颜色改变可包括从无色和/或自然光皮肤光泽变成深紫罗兰色。
在一些实施方式中,可注入每平方厘米皮肤的1-250mg、或100-250mg、或200-250mg的浓度的微胶囊以形成高度可见的标记。微胶囊可悬于诸如肉豆蔻酸异丙酯的皮肤吸收载体中进行传递。可根据需要来调节正被文身的区域的大小和正被文身的区域中的智能墨水的浓度。
在这个示例中,微胶囊中的活性成分(例如,隐色染料)可以是稳定并且久存的,并且可被包埋在诸如纤维素衍生物的惰性聚合物内,从而可防止触及外部试剂。因此,该智能墨水可能能够感测动物皮肤内的相关温度改变达2-3年或某个其他时间段。
在一些实施方式中,智能墨水可被调节成通过改变包埋溶剂的成分平衡来响应于所期望位置处的相关温度。皮肤中的合适深度和智能墨水在动物身体上的布置处,智能墨水可利用体温,可校准其温度响应范围。根据文身在身体上的位置,可根据之前在皮肤温度和核心温度之间创建的关系来推导核心体温。
在一些实施方式中,可将智能墨水注入皮肤中的相对浅的深度,以检测会受环境温度影响的皮肤温度。在其他实施方式中,可将智能墨水注入相对较深的深度,例如,皮下组织中的脂肪层中或下方,以检测核心温度和/或减少环境温度对智能墨水的影响。
包含在微胶囊内的隐色染料可经历可逆改变,而没有因在低于大约60℃时从有色循环至无色而受损。
在一些实施方式中,智能墨水可布置在真皮内的任何地方,可包括根据动物的育种和物种在0.1mm至4mm深的深度,或者处于动物皮肤中的任何其他层或深度。如果用于不同动物或动物身上的不同部位,则深度可变化。当注射部位的温度超过智能墨水的临界点时明显变暗的颜色改变可使该智能墨水是透过皮肤强烈可见的。
在一些实施方式中,可不需要进一步放大来(例如,通过肉眼或者使用文身读取器)感知智能墨水的改变,因为温度改变会个体地影响所有微胶囊。
在一些实施方式中,胶囊可以是惰性的,可不含有毒成分,并且只可被传递到皮肤。在食品饮料容器上的布料或指示器中已经采用这些类型的微胶囊。他们可不对动物或人带来健康风险,并且由于微胶囊的放置和大尺寸,可导致任何消耗或摄入极低。在一些实施方式中,胶囊可以是反应性的,并且形成智能墨水与动物身体相互作用的部分。
在一些实施方式中,该智能墨水在正确储藏条件(例如,大约25℃的标准室温,避免阳光直射)下的保存期限可多于5年。
在一些实施方式中,除了上述智能墨水外的智能墨水可回应温度或其他靶标记。例如,智能墨水可包括在水合时实现或改变颜色的吸湿无水盐。吸湿无水盐可被包埋在聚合物的微胶囊内,该聚合物具有在不同温度(被称为临界点)下结晶成主链的支链。临界点可以是精细可调的。当支链结晶(例如,在低于临界点的温度下)时,聚合物的水可渗透性可极低。在超过临界点的温度下,支链可松弛并且允许水蒸气通过。在没有暴露于湿气时可无色的吸湿无水盐可在支链松弛并且允许水蒸气通过时暴露于湿气,从而变成有色。吸湿无水盐可包括氯化钴、硫酸铜、或其他吸湿无水盐。该智能墨水的颜色改变可以是不可逆的。
在一些实施方式中,智能墨水可包括被传递到皮肤的包埋热致变色胆甾型或手性向列型液晶油。可通过多种技术来包埋液晶油,这些技术包括与相容性聚合物凝聚。可以能将胆甾型液晶精确调节成特定临界温度和临界范围,并且可将其调节成在37℃至40℃之间或某种其他温度范围可视地并且准确地从红色转变成蓝色。该智能墨水可用于对动物进行连续温度监视,因为单种材料可以能够针对一定温度范围形成一定颜色范围,从而允许识别低温、中温和高温和居间温度。
在一些实施方式中,智能墨水可包括PDA聚合物,这些PDA聚合物在从23℃升温至130℃的情况下经历颜色从蓝色变成红色。可通过改变用于聚合的初始单体来选择该范围的特定区域。可使用该智能墨水来生成可逆或不可逆改变。
在一些实施方式中,智能墨水可包括与另一种蛋白结合的虾青素。虾青素是当处于自由状态时(例如,当没有与另一种蛋白结合时)是亮橙色/红色的类胡萝卜素。虾青素的颜色可在没有处于自由状态时(例如,当与另一种蛋白结合时)得以抑制。在结合的蛋白已经变性之后,颜色可恢复。虾青素具有大大超过动物身体内能实现的高变性温度,因此不可在动物身体内被热变性。然而,虾青素可结合到在~40℃时开始变性(这是许多细胞内蛋白的属性)的蛋白,从而充当生物相关热致变色指示器。该智能墨水的颜色改变可以是不可逆的。
在一些实施方式中,智能墨水可包括铜(Cu)二氧化氮(NO2)2氨(NH3)2的化合物,即,在35℃下从绿色转换成紫色的基于铜的化合物。智能墨水还可包括在43℃下颜色从红色可逆地变成深蓝紫色的双(N,N-二乙基乙二胺)铜(II)过氯酸盐。CU(NO2)2(NH3)2和双(N,N-二乙基乙二胺)铜(II)过氯酸盐的组合物创建了35℃至43℃的温度窗口,偏离该温度窗口可因剧烈颜色改变而可见。这些化合物可被稳健地包埋在聚合物微球体中,以避免与动物体内环境发生相互化学作用。
现在,将描述可响应于除了靶激素或温度外的一个或更多个生理靶的智能墨水的各种实施方式。例如,智能墨水可包括用于可注入动物皮肤中的葡萄糖的颜色改变标记。用于葡萄糖的颜色改变标记可与使用血糖仪取得的血糖测量值形成良好关联。动物文身中的一种这样的标记或智能墨水可如下进行操作。文身的智能墨水可包含纳米球体,这些纳米球体包含共价键键合的苯硼酸衍生物以及已经合成的两个附连的荧光团。纳米球体的大小可根据糖浓度而有所不同。在没有葡萄糖的情况下,纳米球体可以小并且由此可提供文身的相对密集或浓的颜色。随着葡萄糖浓度增大,葡萄糖可与酸结合并且可增大荧光图案的大小,这可进而减小文身的颜色密度或颜色浓度、或包括智能墨水的文身的至少部分。
另一种这样的标记或智能墨水可通过响应于动物中的血液中或别处的电解质以动物的水合程度作为靶。例如,用于智能墨水中的反应性染料可被包埋在微球体(诸如,120微米的微球体)内。微球体可被涂覆生物兼容材料并且可被作为构成文身的全部或部分的智能墨水植入动物的皮下组织中。微球体可被构造成对于小阳离子而言是多孔的。来自细胞间隙的阳离子可迁移到微球体中,使得微球体内和细胞间隙内的浓度可以是相同的。染料附近存在阳离子可致使染料失去电子,变成荧光。文身中包括由这些微球体制成的智能墨水的一部分的相对荧光可用于确定细胞间隙内的钠浓度,可用该浓度推导出水合程度。
其他智能墨水可另选地或另外地被实现用于如本文中描述的动物生命周期监视。
可存在含本文中描述的智能墨水的文身的各种使用情况。在一种这样的情况下,可用一个或更多个智能墨水对牛群中的一头或更多头牛进行文身,以监视牛群中的带文身动物的生理状态。农场主、农场工人、大牧场主、牧场工人、兽医或其他人员可在例如赶牛时随着动物到远处的位置,几乎没有或者没有访问任何通信网络或计算装置,或者到访问通信网络或计算装置可能并不方便的位置。人员可用肉眼观察各带文身动物的文身,基于该文身来确定动物的生理状态,然后采取某种其他动作。该人员可采取的动作可包括处理所确定的生理状态所指示的生理事件或状况,将该动物与没有相同生理事件或状况的其他动物分开,或某种其他动作。例如,如果动物的文身指示动物怀孕了,则可针对怀孕来处理动物。如果动物的文身指示动物带病原体,则可将该动物与文身指示它们不带病原体的其他动物分开或者对其进行检疫隔离。如果动物的文身指示动物的血糖含量相对高从而可指示动物正在消耗肌肉或肝糖原并且有可能是黑切的,则可将该动物与被送去屠宰的一群动物分开。
在另一种可能的使用情况下,含智能墨水的文身可用于为例如濒临灭绝的物种或其他物种进行的保护努力。示例包括某些物种的犀牛、熊猫和老虎并且存在许多其他物种。在示例实现方式中,可用响应于濒临灭绝的物种体内的与发情关联的激素的智能墨水对濒临灭绝的物种内的育种用雌性进行文身。当育种用雌性的文身指示育种用雌性在发情时,可安排在育种用雌性的发情阶段中的部分或全部期间,将育种用雌性与这些物种的一个或更多个育种用雄性结合。
在另一种可能的使用情况下,含智能墨水的文身可应用于诸如狗、猫、白鼬、乌龟、蛇或其他宠物的宠物。在这个示例中,智能墨水可响应于一种或更多种病原体、与发情和/或怀孕关联的激素、与育种特定生理事件或状况关联的靶标记、或其他靶标记。物主、饲养者、兽医、和/或与宠物关联的其他个人可观察他们宠物的文身,以监视他们的宠物是否被感染、在发情、怀孕、或具有某种其他生理事件或状况。这些个人可将他们的宠物带到兽医那,将它们与处于发情期的同一物种的其他成员隔离以避免不期望地怀孕,雇佣种马或将他们的在处于发情期的宠物进行人工授精以引起怀孕,在他们的宠物怀孕时改变他们的宠物的饮食或日常运动,或者响应于指示他们的宠物被病原体干扰、在发情、在怀孕、或者具有某种其他生理事件或状态的文身来采取某种其他动作。
其他可能的使用情况涉及落入术语动物的广义总括内的人。作为涉及人的使用情况的示例,可用响应于与压力或沮丧关联的激素和/或其他靶标记的一个或更多个智能墨水对军事人员或其他人进行文身。军事人员和/或他们的上级或其他个人可监视军事人员的文身,以确定他们的战斗准备情况或军事人员的其他生理状态和/或生理状态。如果文身指示军事人员感到压力或沮丧,则可为军事人员推荐或规定一个或更多个压力减轻或沮丧处理或者可采取某种其他动作。
在另一个实施方式中,含智能墨水的文身可用于在医疗机构或其他机构监视催产素水平和/或水肿。例如,可用响应于准妈妈催产素水平的智能墨水对准妈妈进行文身。如果文身指示准妈妈的催产素水平高和/或在攀升并且准妈妈还没有为孩子接生的医疗提供方,则准妈妈可进行适宜的安排,例如,驾车去医院或者联系出诊照顾准妈妈的助产士、护士、医生、或其他医疗提供方。另选地或另外地,如果文身指示准妈妈的催产素水平低并且她的孩子足月或接近足月,则可向准妈妈施用催产素的静脉输注进行引产。另选地或另外地,在分娩了孩子之后,如果文身指示妈妈的催产素水平低和/或妈妈正经历困难的产奶,则可向妈妈施用催产素,以刺激乳汁分泌。可响应于文身所指示的催产素水平来采用这些或其他动作。
在另一个实施方式中,可用响应于与水肿关联的一个或更多个靶标记(例如,位于间质组织中的流体)的智能墨水对医院或其他机构中的患者进行文身。如果文身指示患者体内开始水肿,则可向患者施用适宜的处理。
在又一个实施方式中,可用响应于血糖水平的一个或更多个智能墨水对患糖尿病的人(糖尿病患者)进行文身。许多糖尿病患者每天多次地通过以下步骤来测试他们的血糖水平:刺破手指或他们身上的其他位置进行采血,并且将测试条插入血糖仪中以确定糖尿病患者的血糖水平。带有含响应于血糖水平的一个或更多个智能墨水的文身的糖尿病患者可观察文身,以例如不刺破他自己或她自己进行采血的情况下,以非侵入方式确定他或她的血糖水平。例如,智能墨水可被构造成当血糖水平低于阈值水平时转变一种颜色并且当血糖水平高于阈值水平时转变另一种颜色。另选地或另外地,智能墨水可被构造成在一定血糖水平值范围内从一种颜色逐渐转变成另一种,其中,给定时刻的智能墨水的颜色表征该范围内的特定血糖水平。另选地或另外地,糖尿病患者可使用光学成像器测量智能墨水的颜色或其他光学性质,以推导糖尿病患者在该时刻的血糖水平。如果文身指示糖尿病患者的血糖水平相对高,则糖尿病患者可向他或她自己施用胰岛素,以降低糖尿病患者的血糖水平。如果文身指示糖尿病患者的血糖水平相对低,则糖尿病患者可食用一些糖、果汁、或某种食物或饮料来升高糖尿病患者的血糖水平。
在另一个实施方式中,可用响应于与排卵和/或怀孕的激素的一种或更多个智能墨水对遭遇到生育问题的人进行文身。当文身指示女士正在排卵时,她可采取合适适宜引起怀孕的动作。另选地或另外地,当文身指示女士怀孕时,她可改变其饮食、锻炼、工作安排、和/或她生活的其他方面,以降低流产的可能性
在另一个实施方式中,出于纯粹审美的原因,人用智能墨水对自己进行文身。例如,一些人可想要包含一种或更多个智能墨水的文身,这些智能墨水响应于人的一种或更多种标记而改变其颜色或某种其他光学性质。
一些可能的使用情况可涉及文身读取器、文身施用器、服务器、计算装置、和/或网络中的一个或更多个。文身应用可手动或自动地进行操作,以对带有智能墨水的动物进行文身。
文身读取器可读取文身,以确定动物的生理状况。在这些和其他示例中,文身读取器可包括光学成像器和/或辐射源。辐射源可发射白光、UV光、或用于照射文身的其他光。光学成像器可测量文身中包括的各智能墨水和/或一种或更多种非智能墨水的一个或更多个可变光学性质,以读取文身。光学性质可包括对应墨水的颜色、或更特别地被对应墨水反射的光的一个或多个波长、对应墨水的颜色饱和度、对应墨水的荧光、或对应墨水的其他光学性质。可通过测量被对应墨水反射、透射、发射、和/或干涉的光的光学性质来测量光学性质。测得的光学性质可被提供到服务器和/或可保持在可包括或连接到文身读取器的计算装置中。
服务器或计算装置可包括一个或更多个动物记录和/或健康监视应用。各动物记录可包括带有文身的各动物的记录。动物记录中的每个可包括通过健康监视应用针对动物中的对应一个生成和/或记录的生理状态。生理状态可包括对应动物的文身中包括的各智能墨水和/或非智能墨水的光学性质的一次性或重复测量。另选地或另外地,生理状态可包括光学性质的测量值的解释。例如,光学性质的测量值可包括光学性质的数值,各数值对应于不同测量值。相比之下,各解释可将对应数值解释为指示特定生理靶是正常或异常,在或不在特定范围内,表征(或不表征)特定生理事件或状况,或者可提供对数值的某种其他解释。在一些实施方式中,各动物记录中的测量值和/或对测量值的解释的条目可均包括何时从文身读取器接收到测量值和/或何时将测量值录入动物记录中的时间戳或另一个指示物。
在用于监视动物生理状态的方法中涉及文身读取器、文身施用器、服务器、计算装置、和/或网络。该方法可包括例如使用文身施用器在动物皮肤中用智能墨水来形成文身。该方法还可包括基于文身来确定动物的生理状态。该方法还可包括记录生理状态以及确定生理状态是否指示生理事件或状况。如果生理状态指示生理事件或状况,则可触发警报来应对生理事件或状况。该方法可另外包括响应于触发来应对生理事件或状况。
如在以上示例中可看到的,本文中描述的技术可应用于可接受这种技术的任何种类的动物。以上是非限制示例,实际上,任何动物都可以是该技术的可能接收方,包括陆地动物、海洋动物、鸟类、寄生虫、两栖动物、爬行动物和其他动物。
可使用任何合适的文身施用器来施用本文中描述的文身,在本文中描述了各种施用器。本文中描述的文身施用器中的一些包括相同长度的和/或穿透至皮肤的相同层或深度的针或微针。在这些实施方式和其他实施方式中,可将一种或更多种墨水元素注入皮肤的相同层或深度。
在一些实施方式中,本文中描述的文身施用器中的一些包括不同长度的和/或穿透至皮肤的不同层或深度的针或微针。在这些实施方式和其他实施方式中,可将一种或更多种墨水元素注入皮肤的一个层或深度,而可将一种或更多种其他墨水元素注入皮肤的另一个层或深度。作为特定示例,文身施用器可包括将脱色剂注入皮肤的表皮中的一个长度的一些微针、将智能墨水注入皮肤的真皮中的另一个长度的其他微针、和将脱毛剂注入真皮中和/或皮下组织中的较低深度的另一个长度的其他微针。在一些实施方式中,可同时将不同的墨水元素注入相同的层或深度,而不是将一个长度的针或微针与不同长度的针或微针在不同时间分开。另选地或另外地,一些针或微针可将各针或各微针的多种墨水元素传递到皮肤的不同层或深度。
除了针或微针之外,一个或更多个文身施用器的一些实施方式还可包括墨水传递机构、墨水储存器、消毒机构、清洁机构和图案选择机构中的一个或更多个。墨水传递机构可被构造成将墨水传递到针或微针,使得针或微针可将墨水注入皮肤中的对应层或深度。例如,墨水传递机构可包括辊,辊被构造成将墨水辊到皮肤表面上,然后可通过针或微针将墨水注入皮肤中。墨水辊可包括多个区域,每个区域含不同的墨水或墨水元素。又如,墨水传递机构可包括墨水台,针或微针在穿透皮肤之前经过该墨水台;针或微针在它们穿过墨水台时会在它们的顶端保留一些墨水,并且可将所保留的墨水注入皮肤中。墨水台可包括均含不同墨水或墨水元素的多个区域。又如,在针或微针包括穿孔针的情况下,墨水传递机构可包括泵、管材、和/或用于将墨水传递通过穿孔针的中空部分到达皮肤中的其他设备和/或装置。在这个示例中,墨水传递机构可将不同的墨水或墨水元素传递到不同的穿孔针中,以便注入皮肤中。
在一些实施方式中,墨水储存器可被构造成保留墨水并且向墨水传递机构和/或针或微针供应墨水。可对墨水储存器进行分割,以保留不同的墨水和/或墨水元素。
在一些实施方式中,施用器可包括消毒机构。消毒机构可被构造成在向不同动物施用文身之间向针或微针施用消毒剂。例如,消毒机构可包括在消毒剂中饱和的海绵。针或微针可在没有穿透皮肤时回缩到海绵中,使得针或微针接触消毒剂。另选地或另外地,在针或微针是穿孔针的情况下,消毒机构可被构造成使消毒剂顺着通过穿孔针的中空部分。
在一些实施方式中,施用器可包括清洁机构。清洁机构可被构造成清洁将被施用文身的皮肤的注射部位。清洁机构可包括在清洁剂中饱和的海绵。
在一些实施方式中,施用器可包括图案选择机构。图案选择机构可被构造成改变针或微针的布置或图案。图案选择机构可包括一个或更多个选择器,选择器均具有针或微针的多个不同图案。各选择器可进行操作,以选择选择器的多个不同图案中的一个。
在各种实施方式中,文身施用器可包括由自溶解、皮肤可吸收的材料制成。微针中的每个可包括灌注或以其他方式包含在其中的一种或更多种墨水元素。当使用带有这些微针的文身施用器来形成文身时,微针可穿透皮肤并且可留在皮肤中,溶解包含在其中的墨水元素并且将它释放到皮肤中。
在实施方式中,文身施用器可包括基板,在基板上布置有多个微针。微针可包括自溶解、皮肤可吸收的材料。基板可被构造成在注入之后从微针剥离或脱离,将微针留在皮肤中。可用这种文身施用器通过将微针注入皮肤中并且将基板从微针剥离来形成文身。随后,文身施用器可将包含在其中的一种或更多种墨水元素释放到皮肤中。
在一些实施方式中,文身施用器的微针可具有不同长度。例如,微针中的一些可具有一个长度,其他可具有另一个长度,还有其他可具有又一个长度。不同长度的微针可包括不同墨水元素。例如,一个长度的微针可包括一种墨水元素,另一个长度的微针可包括另一种墨水元素,又一个长度的微针可包括又一种墨水。
另选地或另外地,在一些实施方式中,文身施用器的微针可包括在各微针的相同或不同深度处的微针的多种墨水元素。例如,这些微针中的每个可包括微针顶端的一种墨水元素、微针中间的另一种墨水元素、和微针底部的又一种墨水元素。
在另一个实施方式中,文身施用器可包括烙铁构造。特别地,文身施用器可包括手柄和板。文身施用器可另外包括在一面带有剥及贴背衬而反面带有微针的一个或更多个基板。可从基板上取下剥及贴背衬,将基板附着于板,并且可根据期望移动手柄,以将基板定位在动物的所期望注射部位处。可进一步移动手柄,将带有微针的基板向着注射部位处的皮肤推动并且将微针注入皮肤中。还可移动手柄,以将基板剥离注入的微针。可从板取下不带微针的基板并且可用带有微针的新基板重复进行处理,以在相同或不同的动物身上形成新文身。
现在,将参照附图来描述一些示例实施方式的各种方面。要理解,附图是这些示例实施方式的图解和示意性展示,并非限制本发明,附图也不一定按比例绘制。
图1A是按照本文中描述的至少一些实施方式布置的、用于监视一个或更多个动物102(下文中“一个动物102”或“多个动物102”)的示例系统100A的示图。系统100A可总体上基于施用于动物102的一个或更多个文身(参见图2)来监视动物102的生命周期和/或健康。施用于动物102的文身可均包括一种或更多个智能墨水和/或其他墨水元素。另选地或另外地,施用于动物102的文身可包括或指示各动物102的唯一标识符和/或其他信息。
系统100A可包括服务器104、文身读取器106和网络108。另选地或另外地,系统100A可包括文身施用器110。总体上,网络108可包括使服务器104、文身读取器106和/或文身施用器110能够彼此通信的一个或更多个广域网(WAN)和/或局域网(LAN)。在一些实施方式中,网络108包括互联网,包括通过多个WAN和/或LAN之间的逻辑和物理连接而形成的全球互联网。另选地或另外地,网络108可包括一个或更多个蜂窝RF网络和/或一个或更多个有线和/或无线网络(诸如802.xx网络、蓝牙(Bluetooth)接入点、无线接入点、基于IP的网络等)。网络108还可包括使一种类型的网络能够与另一种类型的网络相互作用的服务器。
服务器104可总体上被构造成寄宿健康监视应用112并且可包括一个或更多个动物记录114。在这些和其他实施方式中,服务器104可包括诸如处理器和与处理器通信连接的计算机可读介质的计算资源。健康监视应用112可至少临时被加载到存储器或服务器104的其他易失性存储器中,供处理器执行。另选地或另外地,处理器可从硬盘或服务器104的其他非易失性存储器逐行地执行健康监视应用112。存储器和硬盘是计算机可读介质的两个示例,以下相对于图11来描述其他。健康监视应用112可总体上被构造成执行本文中描述的操作中的一个或更多个。特别地,健康监视应用112可包括计算机指令,这些计算机指令响应于由处理器执行而致使处理器执行本文中描述的操作中的一个或更多个或控制其性能。
动物记录114可被存储在服务器104上,如图1A中所示。例如,动物记录114可被存储在服务器104的计算机可读介质中。另选地或另外地,动物记录114可被远程地存储在云存储中和/或远离服务器104并且与服务器104通信连接的计算机可读介质中。另选地或另外地,动物记录114可按硬拷贝形式存储在诸如笔记本、日志、日记、或物理文件系统中。
动物记录114可包括用于各动物102的记录。各动物记录114可包括健康监视应用112针对动物102中的对应一个生成和/或记录的生理状态。生理状态可包括动物102的文身中包括的智能墨水和/或其他智能墨水成本的光学性质的一次性或重复测量。智能墨水的光学性质可包括可变的光学性质。另选地或另外地,生理状态可包括光学性质的测量值的解释。例如,光学性质的测量值可包括光学性质的数值,各数值对应于不同测量值。相比之下,各解释可将对应数值解释为指示特定生理靶是正常或异常,在或不在特定范围内,表征(或不表征)特定生理事件或状况,或者可提供对数值的某种其他解释。在一些实施方式中,各动物记录114中的测量值和/或对测量值的解释的条目可均包括何时从文身读取器接收到测量值和/或何时将测量值录入动物记录114中的时间戳或另一个指示物。
各智能墨水被构造成进行响应的动物102的特定生理靶可包括动物102的血糖水平、动物102的水合程度、动物102的温度、动物102的pH水平、动物102体内的特定激素的水平、动物102体内的特异性病原体、动物102体内的特异性抗原、或其他生理靶。另选地或另外地,动物102的特定生理靶可包括盐、矿物质、维他命、糖、碳水化合物、脂质、磷脂、蛋白质、核酸、多核苷酸、抗体、免疫调节分子、疾病标记、或可表征动物102体内的生理状况或事件的其他证据。因此,动物102的特定生理靶可包括血液标记、间质标记、或表征生理状况或事件的其他标记。
在一些实施方式中,至少一些动物102中的每个可包括含多种不同智能墨水的文身。在这些和其他实施方式中,带有含多种不同智能墨水的文身的动物102的健康记录114可包括不同智能墨水中的一个或更多个(直至全部)的至少一种光学性质的一次性或重复测量。对于多种不同的智能墨水,所测得的光学性质可以是相同或不同的。例如,可针对不同智能墨水中的一种,测量颜色饱和度,而可针对不同智能墨水中的另一种,测量颜色饱和度、荧光、颜色、或另一种光学性质。另选地或另外地,健康记录114可包括对一次性或重复测量值中的一个或更多个的解释。
各文身可另外包括一种或更多种非智能墨水。非智能墨水可包括没有响应于或取决于动物12的生理的文身墨水。可使用非智能墨水作为静态参考和/或可提供智能墨水被与之进行比较的基线。例如,可测量智能墨水的光学性质,还可测量非智能墨水的相同光学性质,并且可将这两个测量值彼此进行比较。在智能墨水响应于生理靶之前(或之后),非智能墨水的光学性质可等于或基本上等于智能墨水的相同光学性质。另选地或另外地,无论非智能墨水的光学性质是否永远等于或基本上等于智能墨水的相同光学性质,非智能墨水的光学性质可提供静态基线。在这些和其他实施方式中,非智能墨水和智能墨水的光学性质的测量值之间的差异可指示生理靶的水平。在一些实施方式中,动物记录114可包括非智能墨水的测量值、非智能墨水和智能墨水的测量值之间的差异的计算、以上中的任一个的解释、和/或对应的时间戳。另选地或另外地,智能墨水和/或含智能墨水的文身可传送或包括诸如的文身(例如,被构造成进行响应的靶)的性质、品牌、测试含义、和/或其他信息的信息。
文身读取器106可被构造成读取动物102的文身。在一些实施方式中,文身读取器106可被构造成通过测量动物102的文身中包括的智能墨水和/或非智能墨水中的每个的一种或更多种光学性质来读取文身。因此,文身读取器106可包括光学成像器116。光学成像器116可包括相机、电荷耦合器件(CCD)、有源像素传感器(APS)、互补型金属氧化物半导体(CMOS)装置、光电二极管、或其他合适的光学成像器。
光学成像器116可被构造成测量智能墨水和/或非智能墨水中的每个的一种或更多种光学性质。光学性质可包括对应墨水的颜色,或更特别地,被对应墨水反射的光的一个或多个波长、对应墨水的颜色饱和度、对应墨水的荧光、或对应墨水的其他光学性质。可通过测量被对应墨水反射、透射、发射、和/或干涉的光的光学性质来测量光学性质。本文中使用的术语“光”可总体上包括任何波长的电磁辐射,包括可见光谱以及x射线光谱、微波光谱、紫外(UV)光谱、红外(IR)光谱、和/或其他电磁波内的电磁辐射。光学成像器116可通过接收被对应墨水反射、透射、发射、和/或干涉的光并且用其生成代表正被测量的光学性质的值的电信号来测量一个或更多个光学性质。
另选地或另外地,光学成像器116可被构造成捕获文身的至少一部分的图像。在一些实施方式中,光学成像器116可包括可见光谱成像器,该可见光谱成像器捕获可见光谱内的光,可见光谱可包括从大约380纳米(nm)至大约800nm的波长范围。另选地或另外地,成像器130可被构造成从电磁光谱的x射线部分、电磁光谱的UV部分、电磁光谱的IR部分(还可能有电磁光谱的其他部分)捕获光。光学成像器116可基于捕获到被智能墨水反射、透射、发射、和/或干涉的光来生成可代表动物102的文身中的智能墨水的一种或更多种光学性质的电信号和/或数据。
在一些实施方式中,文身读取器106可另外地包括辐射源118。辐射源118可被构造成可指向动物102的文身的电磁辐射。辐射源118可包括白光源、UV光源、或另一种合适的光源。辐射可照射文身以允许文身被读取或成像,并且辐射的波长谱的至少一部分可被文身的墨水反射回光学成像器116,成为被光学成像器116接收的光。另选地或另外地,辐射的波长谱中的至少一些可被文身的智能墨水中的至少一种吸收,使得智能墨水中的至少一种随后发射可被光学成像器116接收并且读取的荧光。
文身施用器110可包括用于向动物102施用文身的任何系统、设备、或装置。文身施用器110可包括自动化文身施用器、半自动文身施用器、或手动文身施用器。在其中文身施用器110是自动或半自动文身施用器的一些实施方式中,文身施用器110可通过网络108或其他合适的连接与服务器104和/或文身读取器106通信连接和/或可被服务器104和/或文身读取器106自动或半自动地控制,以自动或半自动地向动物102施用文身。
在示例实施方式中,文身施用器110包括带有对向夹具的钳子型文身施用器,可使用钳子型文身施用器向动物102的耳朵或者动物102身上的其他位置施用文身。可将一个或更多个文身针固定在夹具中的一个上,这个夹具朝向另一个夹具面向内。在向动物102的皮肤上的注射部位(例如,动物的耳朵内部)施用一个或更多个智能和/或非智能墨水或其他文身墨水元素并且将耳朵布置在带有被布置成接触被施用墨水的注射部位的文身施用器110的夹具之间之后,可挤压文身读取器106的手柄,以致使文身施用器110的夹具合到一起并且挤压耳朵。当耳朵被挤压在夹具之间时,文身针可穿透动物的皮肤并且推动墨水从皮肤表面向内达特定深度(诸如,到表皮基底层、真皮、或皮肤的皮下组织、或皮肤的其他层中)。
在另一个实施方式中,文身施用器110是基于微针疫苗技术。例如,文身施用器110可包括带有多个微针(诸如,上千的微针或更多)的补片。补片可被放置在皮肤上,使微针穿透到皮肤中的特定深度,或皮肤中的多个深度。微针可在其中包括墨水的储存器和/或可以是中空的并且可与补片中的其他地方的墨水储存器流体连通。在已经应用补片使微针穿透皮肤之后,微针会溶解,释放其中包含的墨水进入皮肤中和/或渗透或机械压力可推动墨水从储存器通过微针进入皮肤中。
在另一个实施方式中,文身施用器110包括无针文身施用器,其被构造成将墨水以高速率墨水流注入皮肤中。
以下,描述文身施用器110的其他示例构造。
可在不脱离本公开的范围的情况下,在图1A中进行修改、添加、和/或省略。例如,文身读取器106可包括多个光学成像器116和/或多个辐射源118。另选地或另外地,文身读取器106可包括处理器和/或可被构造成处理光学成像器116所生成的数据。另选地或另外地,文身读取器106、健康监视应用112、和/或动物记录114可被包括在单个计算装置中或者直接连接到单个计算装置,如图1B中所示。
图1B是按照本文中描述的至少一些实施方式布置的、用于监视图1A的一个或更多个动物102的另一个示例系统100B的示图。如图1B中所示,文身读取器106、健康监视应用112和动物记录114可被包括在计算装置120中或者直接连接到计算装置120。计算装置120可包括诸如智能电话的手持计算装置。另选地或另外地,计算装置120可包括个人数字助理、便携式计算机、台式计算机、或其他合适的计算装置。
图1B中示出的文身读取器106、健康监视应用112和动物记录114可总体上以与相对于图1A描述的相同或类似的方式进行构造并且可以与相对于图1A描述的相同或类似的方式进行操作。
图1A和图1B示出可用于实现本文中描述的实施方式的两种操作环境。另选地或另外地,诸如农场主、农场工人、大牧场主、牧场工人、兽医或其他人员的人员可测量、察觉、或以其他方式观察动物102的文身。人员可人工将动物102的生理状态记录在书、笔记本、日志、日记、和/或计算装置中。另选地或另外地,动物的文身所指示的并且人员观察到的动物102的生理状态可告知人员如何管理和照料动物102。例如,人员可观察文身,基于文身来确定动物102的生理状态,然后采取某种其他动作(诸如,处理所确定的生理状态所指示的生理事件或状况,将该动物102与没有相同生理事件或状况的其他动物102分开,或某种其他动作)
图2示出按照本文中描述的至少一些实施方式布置的示例动物200和动物200身上的含智能墨水的一个或更多个文身202的布置。图2的动物200是图1A至图1B的动物102的示例。
文身202包括文身202A、202B、202C和202D。虽然在图2中示出四个文身,但更常见地,可向动物200的所示出的相同或不同的位置施用含智能墨水的一个或更多个文身。
在图2中,文身202A可施用于动物200的耳朵内部,文身202B可施用于动物200的鼻子,文身202C可施用于动物200的前腿,和/或文身202D可施用于动物200的乳房。文身可替代地或另外地施用于动物200的其他位置(诸如,前额、肩膀、后腿、后臀、或其他合适位置)。
可在施用文身之前,可对被施用文身的动物200身上的位置进行清洁、修剪和/或以其他方式进行准备。对于文身而言,动物的一些位置可比其他位置更容易。例如,图2中的动物200包括奶牛,并且诸如耳朵内部、鼻子和乳房可天然地毛发较少并且对于文身而言比诸如前腿的其他位置更容易。
文身202可被施用于出生、成熟、或任何其他时间的动物200。可使用人工、半自动、或全自动文身施用器来施用文身202,在本文中的别处描述了其一些示例。
图3A至图3C示出按照本文中描述的至少一些实施方式布置的示例动物耳朵302、文身施用器304和可施用于动物耳朵302的文身306和308。文身306和308是可施用于动物(诸如,图1A至图2的动物102和200)的文身的示例。
图3A的文身施用器304被图示为手动钳子型文身施用器。可另选地或另外地实现其他文身施用器。文身施用器304可被构造成向动物耳朵302施用文身(诸如,图3B的文身306和/或图3C的文身308)。
图3B的文身306包括四种不同的墨水310A至310D(统称为“墨水310”)。更常见地,文身306可包括一种或更多种不同的墨水,其中,这一种或更多种不同的墨水中的至少一种包括智能墨水。在一些实施方式中,墨水310中的每种可包括智能墨水。例如,所有这四种墨水310可包括不同的智能墨水。
另选地,墨水310中的至少一种可包括用作静态参考或基线的非智能墨水,可将其他墨水310中的一种或更多种与该静态参考或基线进行比较。例如,墨水310A和墨水310C可均包括不同的智能墨水,而墨水310B和墨水310D可均包括不同的非智能墨水。可将墨水310A与作为静态参考或基线的墨水310B进行比较,而可将墨水310C与作为静态参考或基线的墨水310D进行比较。
在一些实施方式中,可使用两种或更多个智能墨水作为单种智能墨水的静态参考或基线。举例来说,墨水310B可包括被构造成通过根据对生理靶的改变在两种颜色之间改变来响应于靶。在这个示例中,墨水310A可包括作为两种颜色之一的非智能墨水,而墨水310C可包括作为两种颜色中的另一种的非智能墨水。因此,可将墨水310B的测量值与墨水310A和310C的测量值进行比较,以确定在任何给定时间墨水310B的颜色是否更接近墨水310A或墨水310C,从而可表征动物的生理状态。
本文中描述的智能墨水可被构造成经受取决于智能墨水被构造成所响应的特定生理靶的可逆或不可逆改变,如测得的智能墨水的光学性质中的可逆或不可逆改变所证实的。例如,智能墨水的诸如色饱和度的光学性质可被构造成根据对应生理靶(诸如,血糖水平)的变化而可逆地改变。颜色饱和度或其他光学性质可随着血糖水平上下变化而上下变化,因此可随时间推移进行反复测量,以监视血糖水平。因此,可逆智能墨水可响应于满足特定标准的对应生理靶而经历可逆改变,但是可逆改变可以是不可测量的,除非满足了测量时的特定标准。
另选地,智能墨水的诸如颜色的光学性质可被构造成响应于诸如温度的对应生理靶达到或超过特定阈值,从初始值不可逆地改变成另一个值。因此,颜色或其他光学性质可响应于可指示动物发烧了或者刚发过烧或其他生理事件或状况的温度或其他靶达到或超过特定阈值(诸如,41.0℃),不可逆地从初始颜色或值变成另一个颜色或值。经历不可逆改变的智能墨水可用于识别在发生生理事件或状况期间或之后的任何时间的暂态生理事件或状况或其他生理事件或状况的发生,无论此生理事件或状况是否是存在于智能墨水被读取时。因此,不可逆智能墨水可响应于对应生理靶满足特定标准至少一次而经历不可逆改变,并且不可逆改变可以是可测量的,无论测量时是否满足了特定标准。
图3B的文身306可总体上用于生命周期监视。另选地或另外地,可使用含智能墨水的文身来唯一识别动物。例如,图3C的文身308包括用于唯一识别施用文身308的动物的3位字母数字代码。不同的3位字母数字代码可用在不同的动物身上,用于唯一识别这些动物。更常见地,用于唯一识别动物的文身可包括用于唯一识别动物的数字、字母、和/或符号的任何组合。唯一识别各动物的文身的字母数字代码和/或其他成分可被称为动物的ID。
在图3C中,文身308的3位中的各位可包括智能墨水和/或非智能墨水。例如,文身308中的3位中的至少一个可包括智能墨水。这3位中的每个可包括相同的智能墨水,或者这3位中的至少一个可包括与其他位不同的智能墨水。另选地或另外地,文身308中的这3位中的至少一个可包括将被用作静态参考或基线的非智能墨水。
现在,将描述智能墨水的各种示例。
被构造成响应于动物体内抗原的智能墨水可包括与抗体或其他抗原受体结合的UV辐射变色聚丁二炔(PDA)囊泡。智能墨水被构造成所响应的抗原可以是特定激素特异性的或者可以其他方式表征动物体内的特定激素的激素水平(诸如,皮质醇或孕酮水平)。因此,抗原可包括激素特异性抗原并且与PDA囊泡结合的抗体可包括激素特异性抗体。例如,抗体可包括用于检测皮质醇特异性抗原的皮质醇特异性抗体。
与激素特异性抗体结合的PDA囊泡可被称为传感器。当激素特异性抗体暴露于溶液中的对应激素特异性抗原时,在PDA囊泡上会产生不同的颜色改变。生物成因的激素特异性抗体可与PDA囊泡结合,以形成智能墨水。在存在激素特异性抗原的情况下智能墨水从蓝到红的颜色改变可以是清晰且敏感的。该颜色改变可以是由于PDA囊泡表面处的免疫反应导致的,这会导致PDA囊泡中的构象改变。在该示例中,从低至100ng/mL、10ng/mL、或1ng/mL的浓度起,颜色改变可以是肉眼可见的。低至100ng/mL、10ng/mL、或1ng/mL的浓度可足够敏感,足以用作例如皮质醇或黄体酮的血液浓度的阈值传感器。然而,实际上,可通过将适宜的抗体、抗体模仿物或受体分子与PDA囊泡结合使用此智能墨水来检测任何抗原。可通过在PDA囊泡的隔膜中添加各种量的脂质来实现调节这些系统的灵敏度:脂质的类型和浓度可改变灵敏度。
图12示出按照本文中描述的至少一些实施方式布置的包括与多个抗原受体1204接合的PDA囊泡1202的示例传感器1200。传感器1200可被包括在包括多个传感器1200的智能墨水中。
为了简便起见,在图12中只标记出抗原受体1204中的一些。抗原受体1204可包括特异性抗原1206特异性的抗体、抗体模仿物、或受体分子。抗原受体1204中的每个可与带肽键1208的PDA囊泡1202结合,为了简便起见,只在图12中标记了其中一些。
传感器1200可由与抗原受体1204结合的丁二炔脂质囊泡1210形成。如1212指示地用UV光照射丁二炔脂质囊泡1208可将丁二炔脂质囊泡1210变成PDA囊泡1202。
传感器1200和/或PDA囊泡1202可具有表征抗原1206存在与否的可变光学性质。该可变光学性质可包括颜色和/或荧光。例如,在没有抗原1212的情况下,传感器1200的颜色可以是蓝色的,不带荧光,如阴影图案1214所指示的。当例如在传感器1200的附近范围内存在抗原1212时,抗原1212可结合到抗原受体1204中的一个,如1216所指示的。PDA囊泡1202可响应于抗原1212结合抗原受体1204而经历构象改变。PDA囊泡1202的构象改变可致使传感器1200的颜色变成红色,如阴影图案1216所指示的。传感器1200在其颜色是红色时还可表现出荧光。因此,传感器1200的颜色和/或荧光可表征抗原1206的存在与否。
图13A至图13C描绘按照本文中描述的至少一些实施方式布置的、注入动物的真皮1302中的传感器1300的操作。传感器1300可类似于或等同于图12的传感器1200。传感器1300中的每个可具有表征各传感器1300中包括的抗原受体特异性的抗原1304存在与否(图13B和图13C)的可变光学性质。在没有抗原1304的情况下,传感器1300可具有一种颜色和/或荧光状态,如阴影图案1306所指示的。当存在抗原1304并且抗原1304结合到传感器1300时,传感器1300可具有不同的颜色和/或荧光状态,如不同的阴影图案1308(图13B和图13C)所指示的。虽然在图13A中示出四个传感器1300,但真皮1302更常见地在其中注入了一个或更多个传感器1300。
穿过或靠近真皮1302的一个或更多个毛细血管1310可向真皮1302供应血液。血液可包括与传感器1300不相关的一种或更多种溶质1312,例如,这些溶质是传感器1300检测不到的并且可被称为非相关溶质1306。
如图13A中所示,并且在没有抗原1304(图13B和图13C)的情况下,传感器1300可具有与阴影图案1306关联的颜色和/或荧光状态。
如图13B中所示,当在通过毛细血管1310供应到真皮1302的血液中存在相对低浓度的抗原1304时,抗原1304可结合到相对少的传感器1300。抗原1304所结合的传感器1300可具有与不同阴影图案1308关联的不同颜色和/或荧光状态。当抗原1304的浓度相对低使得相对少的传感器1300具有与不同阴影图案1308关联的不同颜色和/或荧光状态时,可能难以察觉到文身的集合颜色的任何改变。另选地或另外地,在传感器1300中的一些具有一种颜色和/或荧光状态(诸如,蓝色)并且传感器1300中的其他具有不同颜色和/或荧光状态(诸如,红色)的情况下,包括传感器1300的文身的集合颜色可包括这两种颜色的组合(诸如,紫色)。
如图13C中所示,并且相比于图13B,当在通过毛细血管1310供应到真皮1302的血液中存在相对高浓度的抗原1304时,抗原1304可结合到相对多的传感器1300。为了简便期间,在图13C中只标记了抗原1304中的一些。抗原1304所结合的传感器1300可具有与不同阴影图案1308关联的不同颜色和/或荧光状态。
包含具有诸如图12至图13C的传感器1200和1300中包括的PDA囊泡的智能墨水的文身墨水可在诸如磷酸盐缓冲盐水(PBS)的载体中传递。在一些实施方式中,载体可提供流动和/或可匹配注射部位的状况(例如,pH和渗透摩尔浓度)。可选地,文身墨水还可包括其他墨水元素(诸如,用于促成和/或改进包括智能墨水的文身的测量的因子)。例如,文身墨水还可包括可与PDA囊泡关联或者可在载体中自由的血管内皮生长因子(VEGF),以在注入文身之后为传感器附近补充血管。又如,文身墨水还可包括用于促成愈合并且减少注射部位处的疤痕形成的一种或更多种试剂(诸如,表皮生长因子(EGF))、或一种或更多种不透明度增强试剂或用于提高可视性的其他试剂、或诸如水凝胶支架的一个或更多个支承元件。
图14A和图14B描绘按照本文中描述的至少一些实施方式布置的、将文身墨水注入动物的皮肤1400中。在图14A中,文身墨水可包括智能墨水。在图14B中,文身墨水可包括智能墨水和一个或更多个其他墨水元素。
更详细地,在图14A中,文身墨水包括通过针1406和1408传递的智能墨水1402和1404,针1406和1408将智能墨水1402和1404注入皮肤1400中。可在将智能墨水1402和1404注入皮肤1400中之后立即就取出针1406和1408,或者针1406和1408可溶解在皮肤1400中并且被皮肤1400吸收,将智能墨水1402和1404释放到皮肤1400中。因为在通过针1406和1408注入智能墨水1402和1404之后皮肤1400愈合,所以皮肤1400可形成相对致密的表皮疤痕组织1410,表皮疤痕组织1410因针1406和1408的穿透而遭受创伤。相对致密的疤痕组织1410可相对不透明并且可降低智能墨水1402和1404的可视性及其关联的光学性质。
在图14B中,文身墨水包括智能墨水1402和1404和通过针1406A和1408A传递的一个或更多个其他墨水元素。如视图1412中详细示出的,这一个或更多个其他墨水元素可包括水凝胶支架1414和EGF 1416,为了简便起见,在图14B中只标记了其中的一些。在一些实施方式中,水凝胶支架可包括交联的水凝胶胶原。
水凝胶支架1414、EGF 1416、和/或其他墨水元素可与智能墨水1402和1404一起设置在针1406A和1408A中的相同深度处,以将智能墨水1402和1404传递到皮肤1400中一样的深度。例如,FEGF可与智能墨水1404设置在针1408A中的同一深度,以引起智能墨水1404附近的血管新生和/或血管再生术,如图14B中1418所指代的。结果,可改进智能墨水1404附近的血液流动,从而可提高智能墨水对包括血液标记的生理靶的敏感度。
另选地或另外地,水凝胶支架1414、EGF、和/或其他墨水元素可与智能墨水1402或1404设置在针1406A和1408A中的不同深度处。例如,智能墨水1404可设置在穿透皮肤1400的真皮的针1408A的顶部中,而EGF 1416的水凝胶支架1414可设置在穿透皮肤1400的表皮的针1408A的深度处,以将水凝胶支架1414和EGF 1416传递到皮肤1400的表皮。如详细视图1418中示出的,可通过EGF 1416促使表皮生长细胞渗透水凝胶支架1414。在图14B中,相比于图14A,水凝胶支架1414和EGF 1416可致使皮肤1400愈合,表皮疤痕组织1410相对少。
返回讨论包括与抗体结合的PDA囊泡的传感器,在将包括这些传感器的智能墨水注入到皮肤中形成文身之后,智能墨水可响应于将激素特有抗原结合到与PDA囊泡结合的激素专用抗体,将颜色从蓝色变成红色。肉眼可能能读取颜色改变,然而,颜色改变还可以是通过(例如,图1A至图1B的文身读取器106或其他合适文身读取器)机器读取的。例如,文身读取器106的光学成像器116可包括用于拍摄照片的数字相机,计算机(例如,图1A至图1B的服务器104和/或计算装置120)可处理该照片以确定文身中的颜色。另选地,文身读取器106的光学成像器116可包括分光光度计,分光光度计可测量文身的吸光率,以确定文身的什么颜色处于给定时间点。随后,可将所确定的颜色信息与动物的ID关联。
PDA在非荧光状态(当它是蓝色时)与荧光状态(当它是红色时)之间交替。如此,在这个示例中,还可通过测量智能墨水的荧光来读取智能墨水。为了测量荧光,例如,可通过图1A的辐射源118来提供适宜的激发照射。当智能墨水的PDA是红色时,将PDA暴露于激发照射会造成PDA发荧光。例如,可使用荧光分光光度计或诸如图1的光学成像器116中可包括的其他合适装置来测量荧光。
肉眼可见的和/或通过图1A至图1B的文身读取器106测量的智能墨水的浓度可取决于一个或更多个因素(诸如,文身的深度、动物的品种或其皮肤上的注射部位、文身的面积、测量到颜色还是荧光。然而,如果将由肉眼读取智能墨水,则带有智能墨水文身的1平方厘米(cm)区域可包括在1毫克(mg)和100mg的PDA囊泡之间,或者40mg和100mg之间、或者80mg和100mg之间。可根据需要,调节正文身的区域的大小和正被文身的区域中的智能墨水的浓度。
在一些实施方式中,智能墨水可在动物皮肤中稳定达延长时间,例如,达数月或甚至一年或更长。在这种情况下,智能墨水的PDA囊泡可被包埋在半渗透包埋中,相比于非包埋实施方式,其分解和再吸收减少。异种器官移植的海藻酸钠包埋为原本将会受到宿主免疫系统攻击并且被快速清除的材料供应了稳定的环境。海藻酸钠可以是生物兼容的并且可被调节成适宜的分子量截留,以确保所关注分子(例如,激素特有抗原)流动进出传感器附近。例如,在PDA囊泡与特异性结合皮质醇的激素特异性抗体结合的情况下,大约1千道尔顿(kDa)的分子量截留可足以允许皮质醇相对自由地扩散,同时防止侵入分子量超过分子量截留的酶的传感器附近。这些酶可包括蛋白酶或可使激素特异性抗体分解的其他酶。
传感器可被包埋在可半渗透或不可渗透的时间释放包埋中。时间释放包埋可在一定时间段内分解,最终暴露其内的传感器。持续时间可包括大约数秒、数分钟、数小时、数日、数周、数月、或某个其他持续时间的时间段。例如,持续时间可包括24小时、30日、45日、90日、或某个其他持续时间。在一些实施方式中,智能墨水中的不同传感器集合可被包埋在不同持续时间的时间释放包埋中,以随时间推移,错开地暴露不同传感器集合。如果时间释放包埋是半渗透的,则传感器可被包埋的同时如上所述在进行操作。在半渗透时间释放包埋分解之后,传感器可暴露于动物体内的退化和重新吸收,如果所暴露的智能墨水没有以其他方式在动物皮肤中达到稳定,则这样会最终造成带有智能墨水的文身、或文身的智能墨水中的至少某个部分褪色或消失。如果时间释放包埋是不可渗透的,则传感器在被包埋在不可渗透的时间释放包埋内时通常可以是不启动的。在不可渗透的时间释放包埋分解之后,可启动传感器来感测抗原或其他化合物。时间释放包埋中的传感器包埋可用于致使文身随时间推移而自动褪色或消失、传感器中的一些或全部的时间延迟启动、或某种其他后果。
智能墨水可被嵌入真皮的毛细血管床内,以确保一些实施方式中的大幅灌注。如以上提到的,智能墨水还可具有用于通过促使毛细血管在文身附近生长来增加传感器的灌注的因子。真皮可提供与毛细血管床的接触,同时仍然足够靠近动物皮肤表面,以确保传感器的可视性。表皮可在文身上方提供保护层,保护层有助于随时间推移将其稳定。另选地,文身可被嵌入成更朝向表皮,在表皮中,或甚至在真皮下面(诸如,在下皮或皮下组织内)。在某些情况下,文身可被嵌入动物皮肤结构内的多个层中。
可在智能墨水中添加有助于传感器可视化的试剂。另选地或另外地,试剂可被分别传递到与智能墨水相同的注射部位。试剂可包括有效去除文身注射部位处存在的黑色素或其他颜料的脱色剂(例如莫诺苯宗)、去除毛发的(例如,脱毛剂)、或其他试剂。可将这些试剂注入与智能墨水的传感器相同或不同的皮肤层中。例如,可将智能墨水注入真皮中,接触毛细血管床,同时可将脱色剂注入表皮层中以作用于那里存在的黑色素细胞和/或可将脱毛剂施用于皮肤表面或者可将脱毛剂注入毛囊所处的真皮或下皮内的层。
产生此和其他智能墨水的策略可利用通常所谓的安全(GRAS)化学品,使得智能墨水可用于动物产品(可进入食物链的)和/或人体内。此外,这种和其他智能墨水可具有数月或更长的保存限期,或者可用诸如抗氧化剂的防腐剂进行稳定,以确保数月或更长的保存期限。文身本身(及其智能墨水)可在被注入皮肤中之后稳定达数年。包括在智能墨水中或以其他方式施用于与文身相同的注射部位处或中的诸如UV阻挡剂(例如,钛酸盐)的额外试剂甚至进一步减少由于暴露于太阳光而导致的分解。
除了上述智能墨水娃的智能墨水可响应于动物体内的抗原。例如,智能墨水可包括以生色团为官能团并且被改性以优先接受靶激素的环糊精。生色团可包括甲基红,甲基红的颜色可被环糊精抑制,除非在环糊精内存在作为客体的靶激素,其中,生色团可在皮下pH下呈现橙色。该智能墨水可不放大激素信号,并且可不高度敏感。如此,该智能墨水可用于检测激素水平的递增累计增量,而非纳摩尔阈值。
另一种智能墨水可包括聚合物包埋溶液中的抗体或核酸适体官能化金纳米粒子。这些粒子当单独悬浮时可形成强结构颜色。当对应的靶分子结合到表面抗体并且造成纳米粒子成团时,该结构颜色可通常从红色变为蓝色。该智能墨水可具有放大效应,因为一个结合靶分子可使多个纳米粒子成团。存在用于皮质醇和类似分子的金纳米粒子表面核酸适体并且可将其用在智能墨水中,以检测皮质醇或其他类似分子。例如,该智能墨水可检测用于皮质醇的低至40ng/mL、30ng/mL、或20ng/mL的浓度。高度敏感与低程度放大相结合导致该智能墨水在阈值测试时具有良好性能。
另一种智能墨水可包括与碱性磷酸酶结合的激素抗体的包埋。该结合可抑制酶功能。该包埋可包括标准碱性磷酸酶染色(例如,固红紫–萘酚AS-BI磷酸盐),该染色一直不启用,直到出现激光-抗体结合。可响应于激素-抗体结合来恢复磷酸酶活性并且可启用染色。
另一种智能墨水可包括细菌细胞系,细菌细胞系可以是可具有可调放大响应和可控表现二者的简单且可控的激素响应系。例如,大肠杆菌菌株可被工程化,以响应于许多靶分子,并且以可调方式放大信号。存在对于类固醇的自然细菌响应,并且该响应可借助质粒按基因传递到大肠杆菌。该响应可出现低至至少0.5mM、或低至nM范围或pM范围。颜色改变的简单形式可包括将酶褪色成诸如Remazol Black-B的酶敏感染料灌注包埋的表达。
另一种智能墨水可包括来自诸如Bettasplendins泰国斗鱼的鱼的无限增殖化色素细胞或黑色素细胞系,以感测并且提供对特定激素的颜色或阴影响应。可通过将细胞内的现有响应改性成黑色素细胞对类固醇浓度的响应来生成靶特异性。这些细胞可被包埋在它们仍然能够接收血液中溶质的地方。
另一种智能墨水可包括动物的色素细胞器官响应于靶激素被工程化的包埋组织,类似于细胞层次改性黑色素细胞。墨鱼、章鱼和某种硬骨鱼拥有可用于此目的的器官组织。该组织可非常适于传播和改性。
另一种智能墨水可包括拥有由带有靶激素印记的分子印迹聚合物(MIP)构成的1、2、或3维光子晶体结构的粒子。精细调节后的光子结构可根据多孔元件之间的间隔来产生特定结构颜色。MIP可将靶分子吸收到其印记中并且经受膨胀处理,这会造成间隔改变,进而造成成分的结构颜色的可视改变。已经形成了黄体酮和皮质醇的MIP吸收。这些成分可检测低于50ng/L的被分析物浓度。
另一种智能墨水可包括含允许激素触及激素抗体的可渗透聚合物成分上固定的激素抗体上方的受包埋取向控制的液晶膜的颗粒。当激素抗体脱离靶抗原从而看起来暗时,液晶可垂直取向。当出现抗原结合时,液晶可旋转并且变成对于偏振光而言高度反射。
响应于诸如温度的动物生理靶的智能墨水可包括在一定温度范围内可逆或不可逆地褪色或变色的热致变色隐色染料。适于用作智能墨水的示例隐色染料可包括具有温度可控质子化的结晶紫内酯。隐色染料可被包埋在含有机酸盐和针对特定熔点(m.p.)选择的溶剂的微胶囊中,以实现发生隐色染料的颜色/褪色改变的大约39℃的临界点(或其他合适的临界点)。作为特定示例,隐色染料可被例如诸如内豆蔻醇(m.p.38℃)与低百分比的十六烷醇(m.p.49℃)的脂肪醇混合物包埋。在这个示例中,39℃临界点可适用于牛,成牛牛体内的标准体温是大约38℃-38.5℃。在这个示例中,响应于溶剂溶化,溶质可变成移动的并且pH可下降,这样可生成致使微胶囊内颜色改变的隐色染料中的结构改变。微胶囊可被称为传感器。
图15示出按照本文中描述的至少一些实施方式布置的包括隐色染料1502的示例传感器1500。传感器1500包括微胶囊1504,微胶囊1504包埋隐色染料1502、有机酸盐1506和具有一定熔点的溶剂1508。在低于溶剂1508的熔点的温度下,溶剂1508可以是固体,有机酸盐1506可以是固定的,隐色染料1502可以是无色的,如图15左侧的微胶囊1504的隐色染料1502中存在的阴影图案所指示的。结果,微胶囊1504可在低于溶剂1508的熔点的温度下看起来是无色的。
如果温度升至超过熔点的温度(如1510所指代的),则溶剂1508可溶化并且溶质(例如,有机酸盐1506)可变成移动的并且可转变成解离酸1506A。移动的解离酸1506A可致使pH下降,从而可产生隐色染料1502的结构改变(例如,隐色染料1502的质子化作用),该结构改变造成隐色染料1502的颜色从无色变成紫罗兰色,如图15右侧的微胶囊104中的隐色染料1502中包括的阴影图案所指示的。将温度降低至低于溶剂1508的熔点(如1512所指代的)可通过将溶剂1508固化来反转该过程,以造成解离酸1506A转变成有机酸盐1506并且升高pH,由此使隐色染料1502未质子化。
图15和其他实施方式中的包埋可在大约3-5微米(μm)的聚酯或聚苯乙烯球体内或其他合适的惰性聚合物微胶囊内执行。
上述智能墨水的化学品(例如,含有机酸盐和溶剂的包埋隐色染料)可提供可逆改变。可用某些可经历不可逆颜色改变并且提供温度峰值的永久记录的隐色染料。可用现成可用的一系列这些隐色染料。
包括经受可逆或不可逆颜色改变的隐色染料的智能墨水对于肉眼可以是可见的和或可由文身读取器(诸如,图1A至图1B的文身读取器106)能测量的。改变可包括从无色和/或自然光皮肤光泽变成深紫罗兰色。
可注入每平方厘米皮肤的1-250mg、或100-250mg、或200-250mg的浓度以形成高度可见的标记。微胶囊可悬于诸如肉豆蔻酸异丙酯的皮肤吸收载体中进行传递。可根据需要来调节正被文身的区域的大小和正被文身的区域中的智能墨水的浓度。
在这个示例中,微胶囊中的活性成分(例如,隐色染料)是稳定并且久存的,并且被包埋在诸如纤维素衍生物的惰性聚合物内,从而可防止触及外部试剂。因此,该智能墨水可能能够感测动物皮肤内的相关温度改变达2-3年或某个其他时间段。
智能墨水可被调节成通过改变包埋溶剂的成分平衡来响应于所期望位置处的相关温度。皮肤中的合适深度和智能墨水在动物身体上的布置处,智能墨水可利用体温,可校准体温的温度响应范围。根据文身在身体上的位置,可根据之前在皮肤温度和核心温度之间创建的关系来推导核心体温。
在一些实施方式中,可将智能墨水注入皮肤中的相对浅的深度,以检测会受环境温度影响的皮肤温度。在其他实施方式中,可将智能墨水注入相对较深的深度,例如,皮下组织中的脂肪层中或下方,以检测核心温度和/或减少环境温度对智能墨水的影响。
包含在微胶囊内的隐色染料可经历可逆改变,而没有因在低于大约60℃时从有色循环至无色地而受损。
智能墨水可布置在真皮内的任何地方,可根据动物的育种和物种布置在0.1mm至4mm深的深度。如果用于不同动物或动物身上的不同部位,则深度可变化。当注射部位的温度超过智能墨水的临界点时明显变暗的颜色改变可使该智能墨水是透过皮肤强烈可见的。
可不需要进一步放大来(例如,通过肉眼或者使用文身读取器)察觉智能墨水的改变,因为温度改变会个体地影响所有微胶囊。
胶囊可以是惰性的,可不含有毒成分,并且只可被传递到皮肤。在食品饮料容器上的布料或指示器中采用这些类型的微胶囊。他们可不为动物或人带来健康风险,并且由于微胶囊的放置和大尺寸,可导致任何消耗或摄入极低。
该智能墨水可以在正确储藏条件(例如,大约25℃的标准室温,避免阳光直射)下的保存期限可多于5年。
除了上述智能墨水外的智能墨水可响应于动物的温度或其他生理标记。例如,智能墨水可包括在水合时实现或改变颜色的吸湿无水盐。吸湿无水盐可被包埋在聚合物的微胶囊内,该聚合物具有在不同温度(被称为临界点)下结晶成主链的支链。临界点可以是精细可调的。当支链结晶(例如,在低于临界点的温度下)时,聚合物的水可渗透性可极低。在超过临界点的温度下,支链可松弛并且允许水蒸气通过。在没有暴露于湿气时可无色的吸湿无水盐可在支链松弛并且允许水蒸气通过时暴露于湿气,从而变成有色。吸湿无水盐可包括氯化钴、硫酸铜、或其他吸湿无水盐。该智能墨水的颜色改变可以是不可逆的。
另一种智能墨水可包括被传递到皮肤的包埋热致变色胆甾型或手性向列型液晶油。可通过多种技术来包埋液晶油,这些技术包括与相容性聚合物凝聚。可以能将胆甾型液晶调节成特定临界温度和临界范围,并且可将其调节成在37℃至40℃之间或某种其他温度范围之间可视地并且准确地从红色转变成蓝色。该智能墨水可用于对动物进行连续温度监视,因为单种材料可以能够针对一定温度范围形成一定颜色范围,从而允许识别低温、中温和高温和居间温度。
另一种智能墨水可包括PDA聚合物,这些PDA聚合物在从23℃升温至130℃的情况下颜色从蓝色变成红色。可通过改变用于聚合的初始单体来选择该范围的特定区域。可使用该智能墨水来生成可逆或不可逆改变。
另一种智能墨水可包括与另一种蛋白结合的虾青素。虾青素是当处于自由状态时(例如,当没有与另一种蛋白结合时)是亮橙色/红色的类胡萝卜素。虾青素的颜色可在没有处于自由状态时(例如,当与另一种蛋白结合时)得以抑制。在结合的蛋白已经变性之后,颜色可恢复。虾青素具有大大超过动物身体内能实现的高变性温度,因此不可在动物身体内被热变性。然而,虾青素可结合到在~40℃时开始变性(这是许多细胞内蛋白的属性)的蛋白,从而充当生物相关热致变色指示器。该智能墨水的颜色改变可以是不可逆的。
另一种智能墨水可包括铜(Cu)二氧化氮(NO2)2氨(NH3)2的化合物,即,在35℃下从绿色转换成紫色的基于铜的化合物。智能墨水还可包括在43℃下颜色从红色不可逆地变成深蓝紫色的双(N,N-二乙基乙二胺)铜(II)过氯酸盐。CU(NO2)2(NH3)2和双(N,N-二乙基乙二胺)铜(II)过氯酸盐的组合物创建了35℃至43℃的温度窗口,在偏离该温度窗口时,可因剧烈颜色改变而可见该组合物。这些化合物可被稳健地包埋在聚合物微球体中,以避免与动物体内环境发生相互化学作用。
响应于葡萄糖的智能墨水可包括可注入动物皮肤中的用于葡萄糖的颜色改变标记。用于葡萄糖的颜色改变标记可与使用血糖仪取得的血糖测量值形成良好关联。
动物文身中的一种这样的标记或智能墨水可如下进行操作。文身的智能墨水可包含纳米球体,这些纳米球体包含共价键键合的苯硼酸衍生物以及已经合成的两个附连的荧光团。纳米球体的大小可根据糖浓度而有所不同。在没有葡萄糖的情况下,纳米球体可以小并且由此可提供文身的相对密集或浓的颜色。随着葡萄糖浓度增大,葡萄糖可与酸结合并且可增大荧光图案的大小,这可进而减小文身的颜色密度或颜色浓度、或包括智能墨水的文身的至少部分。
另一种这样的标记或智能墨水可通过响应于动物血液内的电解质以血液的水合程度作为靶。例如,用于智能墨水中的反应性染料可被包埋在微球体(诸如,120微米的微球体)内。微球体可被涂覆生物兼容材料并且可被作为构成文身的全部或部分的智能墨水植入动物的皮下组织中。微球体可被构造成对于小阳离子而言是多孔的。来自细胞间隙的阳离子可迁移到微球体中,使得微球体内和细胞间隙内的浓度是相同的。染料附近存在阳离子可致使染料失去电子,变成荧光。文身中包括由这些微球体制成的智能墨水的一部分的相对荧光可用于确定细胞间隙内的钠浓度,可用该浓度推导出水合程度。
其他智能墨水可另选地或另外地被实现用于如本文中描述的动物生命周期监视。
图4是按照本文中描述的至少一些实施方式布置的用于监视动物的示例方法400的流程图。可全部或部分地通过图1A的系统100A、图B的系统100B、或另一种合适系统来实现方法400。出于本文中公开的这个和其他处理和方法,这些处理和方法中执行的操作可按不同次序来实现。此外,概述的操作仅仅被作为示例提供,在不脱离所公开实施方式的本质的情况下,这些操作中的一些可以是可选的,被组合成更少的操作,用其他操作进行补充,或者扩展到附加操作。方法400包括如框402、404、406、408、410和/或412中的一个或更多个示出的各种操作、功能、或动作。方法400可开始于框402。
在框402[“在动物的皮肤中用智能墨水形成文身”]中,可在动物的皮肤中用智能墨水形成文身。可通过使用例如图1A至图1B的文身施用器110和/或图3A的文身施用器304将智能墨水注入动物皮肤中来形成文身。另选地,可通过将智能墨水直接施用于皮肤表面并且使智能墨水溶解于皮肤中来形成文身。智能墨水可注射或溶解到动物皮肤的任何期望层。框402可跟随有框404。
在框404[“基于文身来确定动物的生理状态”]中,可基于文身来确定动物的生理状态。可通过例如图1A至图1B的健康监视系统112和/或文身读取器106来确定生理状态。基于含智能墨水的文身来确定动物的生理状态可包括:接收被智能墨水反射、透射、发射、和/或干涉的光;基于接收到的光来确定智能墨水的光学性质的当前值;将光学性质的当前值与基线值进行比较。基线值可包括用作基线和/或静态参考的非智能墨水的光学性质的当前值。另外地或另外地,基线值可包括智能墨水的光学性质的之前值、与智能墨水关联的一个或更多个可能值、或与智能墨水关联的一连串值。在这些和其他事实和方式中,基于含智能墨水的文身来确定动物的生理状态还可包括用UV光照射智能墨水。基于接收到的光来确定智能墨水的光学性质的当前值可包括确定智能墨水响应于智能墨水接收到UV光中的至少一些而发射的荧光关联的光学性质。
可使用例如图1A和图1B的文身读取器106和/或通过肉眼观察来确定光学性质的当前值、之前值、基线值、和/或其他值。光学性质的当前值、之前值、基线值、和/或其他值可包括诸如波长或波长范围(例如,450至495nm或620至750nm)的定量值和/或诸如颜色描述(例如,蓝色或红色)的定性值。
另选地或另外地,基于含智能墨水的文身来确定动物的生理状态可包括确定相对于智能墨水被构造成进行响应的特定生理靶的动物的生理状态正常或表征特定生理事件或状况。可例如响应于在基线值的特定范围内的光学性质的当前值进行此确定。另选地,基于含智能墨水的文身来确定动物的生理状态可包括确定相对于特定靶的动物的生理状态异常或表征特定生理事件或状况。可例如响应于在基线值的特定范围外的光学性质的当前值进行此确定。框404之后可进行框406。
在框406[“记录生理状态”]中,可记录动物的生理状态。可通过例如图1A至图1B的健康监视应用112和/或由人来手动记录生理状态。生理状态可被记录在图1A至图1B的动物记录114中。记录生理状态可包括记录智能墨水的光学性质的测量值(诸如,测得的光学性质的数值/定量值或定性值)。另选地或另外地,记录生理状态可包括记录对光学性质的测量值的解释、从文身读取器接收到测量值和/或将测量值输入动物记录中的时间戳或另一个指示物、或者某个其他信息。通常,可在框404中确定了生理状态之后和/或在框406中记录了生理状态记的任何时间,使用生理状态来告知如何管理和/或照料动物。框406之后可进行框408。
在框408[“生理事件或状况?”]中,确定生理状态是否指示生理事件或状况。可通过例如图1A至图1B的健康监视应用112来进行生理状态是否指示生理事件或状况的确定。生理事件或状况可包括压力、怀孕、发烧、低血糖症、高血糖症、脱水、受一种或更多种病原体感染、没有出现以上中的任一种、或其他生理事件或状况。框408之后可进行框404(框408处的“否”)或框410(框408处的“是”)。
在框410中,并且响应于指示生理事件或状况的生理状态,可触发警告来应对生理事件或状况。触发警告来应对生理事件或状况可包括生成识别动物和生理事件或状况的电子消息和/或向人员(诸如,农场主、农场工人、大牧场主、医疗服务提供方或其他人员)发送电子消息。另选地或另外地,电子消息可包括用于应对生理事件或状况的推荐处理。可通过例如图1A至图1B的健康监视应用112来触发警告。电子消息可包括文本消息(例如,SMS或短消息服务)、多媒体消息服务(MMS)消息、电子邮件、即时消息(IM)、聊天、或其他合适的电子消息。框410之后可进行框412。
在框412中,可应对生理事件或状况。例如,如果动物是被饲养来供屠宰的并且生理状态指示动物的血糖水平使得动物有可能是黑切,则可通过改变动物的饮食、让动物待在农场直到它的血糖水平恢复正常、或以某种其他方式来应对生理事件或状况。又如,如果动物是育种动物并且生理状态指示动物在怀孕,则可通过依照怀孕正确管理动物来应对生理事件或状况。再如,如果动物是奶牛并且生理状态指示动物带病原体或具有其他生理事件或状况,则兽医可针对病原体或其他生理事件或状况对动物进行治疗和/或可采取其他动作来应对生理事件或状况。框412之后可进行框404。
已经在单种智能墨水的背景下讨论了方法400。另选地或另外地,文身可包括注入动物皮肤内的多个智能墨水。智能墨水中的每种可取决于动物的多种生理靶中的不同生理靶。在这些和其他实施方式中,在框404中基于含智能墨水的文身来确定动物的生理状态可包括相对于动物的生理靶中的每种来确定动物的生理状态。
框404、406、408、410、和/或412可一次性执行或者可按规则、周期性、和/或随机安排重复进行,以监视动物生命周期的全部或一部分中动物的生理状态。
本文中公开的一些实施方式包括非暂态计算机可读介质,非暂态计算机可读介质包括存储在上面的计算机可读指令。响应于处理器的执行,计算机可读指令可致使处理器执行或可致使处理器控制方法400和/或其变形形式的性能。在这些和其他实施方式中,处理器可被包括在服务器、文身读取器、或计算装置(诸如,图1A至图1B的服务器104、文身读取器106、和计算装置120)中。
本文中描述的实施方式可应用于各种领域。例如,含智能墨水的文身可用于被饲养来供屠宰的动物体内的肉质监视。更详细地,可使用动物的含至少一种智能墨水的文身随时间推移的多个测量值可用于形成关于动物的代谢概况的指示。较高的血糖水平可以是消耗肌肉或肝糖原的动物的可用的非侵入性指示物,用于指示动物可能是黑切的。
当被实现用于农场上的多个动物时,可扫描这些动物来确定均是黑切的可能性。可将可能性相对低的那些带去屠宰。可能性相对低的那些可留在农场上等待糖原负荷实验报告,之后再带去屠宰。因此,黑切动物的数量可减少。
含智能墨水的文身可另选地或另外地用于监视乳品用动物。可逐日在各动物被挤奶时进行监视。文身可被施用于动物的乳房或动物的其他位置。文身读取器(诸如,图1A至图1B的文身读取器106)可被集成在各奶站中或者布置成毗邻各奶站。当准备对各动物进行挤奶时,可通过文身读取器自动地和/或通过人员将文身读取器扫过文身来读取文身。动物的生理状态可被记录在对应的动物记录中,以在动物的寿命内提供每日(或其他时间段)生理状态。
又如,含智能墨水的文身可另选地或另外地用于监视育种动物。在录入到育种程序中并且在整个育种程序中,可如本文中描述地监视各动物在育种程序中的健康状态。文身可允许非侵入式地监视生理状态。
本文中别处描述的其他示例包括在濒临灭绝的物种、宠物和人体内使用含智能墨水的文身。
图5是按照本文中描述的至少一些实施方式布置的示例文身施用器500的框图。文身施用器500可被构造成向人、动物、或其他文身接收方的皮肤施用文身。文身施用器500可包括墨水传递机构502和多个针506。在一些实施方式中,文身施用器500可包括消毒机构508、清洁机构510、和/或图案选择机构512。
针506可包括可被配置成将墨水、试剂、或其他墨水元素注入皮肤的里面或上面以形成文身的任何合适系统、设备、或装置。在一些实施方式中,可使用任何合适的或现有的文身或医用针制造技术来制造针506。可选择和/或制造针506,使其具有允许进行多次使用的耐久性。例如,针506可具有允许使用针506大致介于25次和150次之间的耐久性。在其他示例中,针506可包括使用一次后留在皮肤中被溶解和吸收的自溶解、皮肤可吸收材料。
针506可被构造成将墨水注入皮肤的真皮中,如一般在施用文身时执行的。另选地或另外地,针506可被构造成将墨水注入皮肤的皮下组织或其他层中。在一些实施方式中,针506可包括用于将不同墨水元素传递到皮肤中的不同层的不同长度的针。
在一些实施方式中,墨水可包括智能墨水并且针506可被构造成将智能墨水注入动物皮肤的皮下组织中。智能墨水可包括响应于动物特定生理靶的墨水并且将智能墨水注入皮下组织中可允许智能墨水与动物血液相互作用。智能墨水可被构造成根据特定生理靶来改变颜色或另一种光学性质。特定生理靶可表征动物的生理状态。因此,可测量智能墨水的光学性质,以确定动物的生理状态。在一些实施方式中,如果生理状态指示特定生理事件或状况,则可触发警告来应对生理事件或状况。在本文中的别处描述了各种智能墨水及其使用的示例。
另选地或另外地,墨水可包括智能墨水、脱色剂、和/或脱毛剂。针506中的一些可具有一个长度并且可被构造成将智能墨水传递到皮肤内的一个层或深度。针506中的其他可具有另一个长度并且可被构造成将脱色剂传递到皮肤内的另一个层或深度。针506中另外的其他可具有又一个长度并且可被构造成将脱毛剂传递到皮肤内的又一个层或深度。
在一些实施方式中,至少针506的子集可被构造成基本上同时注入墨水,使得可基本上同时施用文身的大部分或者(在一些实施方式中)整个文身。如以下进一步说明的,在一些实施方式中,墨水传递机构502和针506可被构造成,使得针506可将不同类型的墨水或墨水的不同成分(例如,不同智能墨水和/或不同试剂)注入皮肤的区域的不同部分中和/或注入被文身的皮肤的不同层或子机构,以实现所期望的文身性质。例如,墨水传递机构502和针506可被构造成,使得不同类型的智能墨水可被文身到动物皮肤的不同部分。不同类型的智能墨水可提供与不同血液性质或动物性质相关的信息。因此,可通过监视包括不同类型的智能墨水的皮肤的不同部分来监视动物的不同血液性质或其他性质。
在一些实施方式中,针506可被构造成相对致密的图案(例如,每平方厘米在10个针至600个针之间)。当使用较低密度时,针506的密度可允许更彻底且均匀地分布墨水。分布的改进可改进文身(诸如,含智能墨水的文身)的一些应用。
针506中的每个的大小可被选定为足够小,以允许针506有相对高的密度,而且提供允许针506被重复使用的足够耐久性。例如,可使用文身针常用的材料来制成针506。在该特定示例中该,可允许得到所期望密度和耐久性的针506的大小可使得针506在尽可能靠近地聚在一起时密度是每平方厘米大致在10个针至600个针之间。针506的以上大小和对应密度范围仅仅是示例。根据针506所使用的材料及其关联的耐久性,针506的大小可减小并且针506的对应密度范围可增大。另选地或另外地,可使用诸如糊精、硫酸软骨素、白蛋白、氯化钠、聚合物、或其他物质的自溶解、皮肤可吸收材料来制成针506中的一个或更多个。
可根据图案来构造针506,使得当针506将墨水注入皮肤中时,可形成具有所期望图案的文身。图案可包括简单形状、复杂形状、数字、字母、图片、条形码、或任何其他合适图案。在一些实施方式中,图案可以是基于文身的所期望目的。例如,当文身用于识别动物时,图案可包括可用于识别动物的数字、字母和/或条形码。又如,当墨水包括智能墨水时,所期望图案可包括智能墨水致密地嵌入皮肤中的形状。在这些和其他实施方式中,文身可包括不止一种用途。例如,识别文身还可包括智能墨水,使得文身可用于识别动物并且监视其生理状态。
在这些和其他实施方式中,可使用图案选择机构512来改变针506的图案。图案选择机构512可包括可被构造成改变可将墨水注入皮肤中的图案的任何合适的系统、设备、或装置。因此,图案选择机构512可改变对应文身的图案。以下,相对于图9A描述示例图案选择机构512。
在一些实施方式中,针506中的一个或更多个可被穿孔并且可被称为“穿孔针”。可沿着穿孔针的各个轴的至少一部分对穿孔针进行穿孔,使得穿孔针的轴的至少一部分可以是中空的。穿孔可延伸至各穿孔针的顶端并且可被构造成携带墨水和/或消毒剂到穿孔针的顶端部分。
墨水传递机构502可包括被构造成将墨水传递到针506的任何合适的系统、设备或装置,使得针506可将墨水注入墨水的任一层或子结构中和/或可将墨水传递到皮肤表面。例如,在一些实施方式中,墨水传递机构502可包括被构造成将墨水滚到皮肤表皮层处的皮肤区域的一个或更多个辊。文身施用器500可被构造成在墨水已经被传递到皮肤区域上之后启用针506,使得针506将墨水从皮肤的表皮注入皮肤的真皮和/或皮下组织。以下,相对于图6A至图6C来描述包括辊的示例文身施用器。又如,墨水传递机构502包括墨水台,墨水台被构造成使得针506可在刺穿皮肤之前穿过墨水台。针506可被构造成在穿过墨水台后保留它们顶端的一些墨水,使得所保留的墨水可被注入皮肤中。以下,相对于图7A至图7C描述包括墨水台的示例文身施用器。又如,当针506包括穿孔针时,墨水传递机构502可被构造成将墨水通过穿孔针的中空部分转移到穿孔针的顶端。以下,相对于图8A和图8B描述传递墨水通过穿孔针的中空部分的示例文身施用器。
在一些实施方式中,文身施用器500可包括被构造成保留墨水的墨水储存器504。墨水储存器504可被构造成提供可被墨水传递机构502传递的墨水。例如,当墨水传递机构502包括辊时,墨水储存器504可被构造成向辊供应墨水。又如,当墨水传递机构502包括墨水台时,墨水储存器504可被构造成向墨水台提供墨水。另外,当墨水传递机构502被构造成将墨水传递到穿孔针的中空部分时,墨水储存器504可被构造成保留可被传递到中空部分的墨水。在这些和其他实施方式中,可对墨水储存器504进行分割,使得不同类型的墨水可被传递到墨水传递机构502的不同部分,因此被传递到不同的针、被文身的皮肤的不同部分、和/或被文身的皮肤的不同层或皮肤子结构。
如以上所指示的,文身施用器500还可包括消毒机构508。消毒机构508可被构造成在施用文身之间向针506施用消毒剂。例如,在一些实施方式中,消毒机构508可包括可在消毒剂中饱和的海绵。另外,针506可被构造成刺穿皮肤,然后回缩到文身施用器500中。在这些和其他实施方式中,当针506回缩时,它们可被构造成安置在海绵内,使得海绵的消毒剂可接触针506。相对于图6A至图6B、图7A至图7B和图8A至图8B给出此构造的示例。在这些和其他实施方式中,诸如当针506被穿孔时,消毒机构可被构造成使消毒剂顺着通过穿孔针的中空部分,到达穿孔针的顶端。消毒剂可包括可被构造成杀死可在针506上的大量微生物的任何合适试剂。例如,可使用乙醇作为消毒剂。
另外,在一些实施方式中,文身施用器500可包括清洁机构510。清洁机构510可包括被构造成清洁皮肤的可被文身施用器500施用文身的区域的任何合适的系统、设备、或装置。例如,在一些实施方式中,清洁机构510可包括在清洁剂中饱和的海绵。在一些实施方式中,清洁剂可包括可与消毒机构508一起使用的消毒剂相同或不同的消毒剂。
可在不脱离本公开的范围的情况下,对文身施用器500进行修改、添加、或省略。例如,文身施用器500可包括与具体描述的元件不同的其他元件。另外,文身施用器的元件之间的关系可根据特定构造而有所不同。另外,构造可根据所期望的应用而有所不同。例如,在一些实施方式中,文身施用器500可被构造成钳子状构造,使得文身施用器500的一个或更多个元件可与将被施用文身的动物的耳朵两侧相互作用。
图6A和图6B示出按照本文中描述的至少一些实施方式布置的文身施用器600的一些元件的示例构造。文身施用器600可被构造成向皮肤605施用文身。
文身施用器600可包括墨辊602和墨水储存器604,墨辊602和墨水储存器604可以分别是图5的墨水传递机构502和墨水储存器504的示例。墨辊602可被构造成以滚动运动向皮肤605施用墨水。墨水储存器604可被构造成向墨辊602供应墨水。在一些实施方式中,墨辊602和墨水储存器604可被构造成使得可向皮肤605的将被文身的不同部分施用不同类型的墨水。
例如,图6C示出按照本文中描述的至少一些实施方式的其中墨辊602和墨水储存器604被构造成向皮肤605的不同部分施用不同类型的墨水的示例。在图6C的例示实施方式中,可对墨水储存器604(图6C中未描绘)进行分割,使得一种墨水、另一种墨水和又一种墨水被分别施用于墨辊602的一个部分601a、另一个部分601b和又一个部分601c。因此,当墨辊602在皮肤605上滚动时,墨辊602的部分601a可向皮肤605的部分603a施用一种墨水,墨辊602的部分601b可向皮肤605的部分603b施用另一种墨水,并且墨辊602的部分601c可向皮肤605的部分603c施用又一种墨水。不同的墨水可均具有不同的性质,使得它们可以是不同的墨水类型和/或不同的墨水元素。例如,不同的墨水可包括可提供与不同生理靶相关的信息的不同类型的智能墨水或者不同墨水可仅仅包括不同颜色的墨水。因此,不同墨水类型可应用于皮肤605的不同部分,使得当墨水被注入皮肤605(如下所述)时,不同类型的墨水可被注入皮肤605的部分603a、部分603b和部分603c中。
文身施用器600可包括多个针606,这些针606可以是相对于图5描述的针606的示例。图6A示出处于回缩状态的针606并且图6B示出处于展开状态的针606,在展开状态下,针606已经刺穿皮肤605。针606可被构造成在磨辊602已经经过的皮肤605的面积上从回缩状态转变成展开状态。因此,针606可被构造成当从回缩状态转变成展开状态时,将墨水从皮肤605的表皮表面注入皮肤605的真皮或皮下组织。另外,当以允许针606将墨水注入皮肤的方式向皮肤605施用墨水时,针606和磨辊602可按磨辊602将墨水传递到针606的方式相互作用。
针606可被构造成使用任何合适的系统、设备、或装置进行回缩和展开。例如,在一些实施方式中,针606可被构造成,使得当它们处于回缩状态时,它们承受弹簧负载。在这些实施方式中的一些中,文身施用器600可包括以致使针606向展开状态移动的方式响应于用户输入来释放弹簧(未示出)的触发机构(未示出)。在这些和其他实施方式中,针606可通过拉紧运动和机构被重置成回缩状态,拉紧运动和机构可将针606重新装载成承受弹簧负载的回缩状态。
另外,在一些实施方式中,针606可由磨辊602构成,使得在墨辊602已经在背离针606的移动方向上滚动一定距离之后,针606可从回缩状态转变成展开装填。例如,可在墨辊602和针606之间构造齿轮机构,以使得随着墨辊602在从针606向着墨辊602的方向上滚动时,针606在回缩状态和展开状态之间移动。又如,墨辊602可被构造成在墨辊602已经以针606承受弹簧负载的构造滚动移动距离之后,释放弹簧。
在一些实施方式中,文身施用器600可包括可浸泡于消毒剂的消毒海绵608。消毒海绵608可以是图5的消毒机构508的示例。如图6A中所示,当针606处于回缩状态时,针606的顶端可基本上安置在消毒海绵608的内部。因此,针606的顶端可暴露于消毒剂。如图6B中所示,针606的至少一部分可被构造成当针606从回缩状态转变成展开状态时穿过消毒海绵608。
文身施用器600还可包括清洁机构610,清洁机构610可包括清洁辊613和清洁剂储存器611。清洁机构610可以是图5的清洁机构510的示例。清洁辊613可被构造成在皮肤605被文身之前向皮肤605施用清洁剂。例如,文身施用器600可被构造成使得它可在从针606移到墨辊602和清洁辊613的方向上在皮肤605上移动。因此,清洁辊613可经过皮肤605,之后经过磨辊602,之后针606将墨水注入皮肤605中。可通过清洁剂储存器611向清洁辊613提供清洁剂。如以上所指示的,清洁剂可包括可与消毒海绵608可浸泡在其中的清洁剂相同或不同的消毒剂。
在图6A至图6B中,针606被图示为具有相同深度并且穿透至皮肤605的同一层或深度。在其他实施方式中,针606可具有不同长度和/或可穿透至皮肤605的不同层或深度。例如,针606中的一些可具有一个长度并且可穿透至一个层或深度,而针606中的其他可具有另一个长度并且可穿透至不同的层或深度。另选地或另外地,穿透至一个层或深度的针606可传递一种智能墨水或试剂;而穿透至另一个层或深度的针606可传递不同的智能墨水或试剂。另选地或另外地,针606可具有三个或更多个不同长度并且它们可将三种或更多种不同的智能墨水或试剂传递到皮肤605的三个或更多个不同的层或深度。
可在不脱离本公开的范围的情况下对文身施用器600进行修改、添加或省略。例如,例示实施方式仅仅用于提供文身施用器600的不同组件可如何相互作用的概念图示。实际构造和与不同组件的相互作用可有所不同。另外,可存在任何数量的其他组件来帮助促成本文中描述的功能。
图7A和图7B示出按照本文中描述的至少一些实施方式布置的文身施用器700的一些元件的示例构造。文身施用器700可被构造成向皮肤705的区域施用文身,如以下所描述的。
文身施用器700可包括墨水台702,墨水台702可以是图5的墨水传递机构502的示例。在一些实施方式中,文身施用器700还可包括墨水储存器(未示出),墨水储存器可被构造成向墨水台702提供墨水。在一些实施方式中,墨水台702可包括不同类型的墨水,使得不同类型的墨水可被文身到可被文身的皮肤705的区域的不同部分。
例如,图7C示出包括按照本文中描述的至少一些实施方式布置的包括部分701a、701b和部分701c的墨水台702的示例。部分701a可包括用于使其饱和的一种墨水,部分701b可包括用于使其饱和的另一种墨水,部分701c可包括用于使其饱和的又一种墨水。不同墨水可具有一种或更多种不同性质,使得它们可具有不同类型。因此,当来自墨水台702的墨水被注入皮肤705(如以下说明的)时,可被文身的皮肤705的区域的一些部分可被注入不同类型的墨水。
文身施用器700可包括可以是相对于图5描述的针的示例的多个针706。图7A示出处于回缩状态的针606并且图7B示出处于展开状态的针706,在展开状态下,针706已经刺穿皮肤705。如图7A和图7B中所示,针706可被构造成当针706从回缩状态转变成展开状态时穿过墨水垫702。另外,针706可被构造成,使得当针706穿过墨水台702时,针706可在针706的顶端保留一些墨水。因此,当针刺穿皮肤705时,针可在从回缩状态转变成展开状态时将墨水注入皮肤705的真皮或皮下组织。
针706可被构造成使用任何合适的系统、设备、或装置来回缩和展开。例如,在一些实施方式中,针706可被构造成使得当它们处于回缩状态时,它们承受弹簧负载。在这些实施方式中的一些中,文身施用器700可包括以致使针706向展开状态转变的方式响应于用户输入来释放弹簧(未示出)的触发机构(未示出)。在这些和其他实施方式中,针706可通过拉紧运动和机构被重置成回缩状态,拉紧运动和机构可将针706重新装载成承受弹簧负载的回缩状态。
在一些实施方式中,文身施用器700可包括可浸泡于消毒剂的消毒海绵708。消毒海绵708可以是图5的消毒机构508的示例。如图7A中所示,当针706处于回缩状态时,针706的顶端可基本上安置在消毒海绵708的内部。因此,针706的顶端可暴露于消毒剂。如图7B中所示,针706的至少一部分可被构造成当针706从回缩状态转变成展开状态时穿过消毒海绵708。
文身施用器700还可包括清洁机构710,清洁机构710可包括清洁辊713和清洁剂储存器711。清洁机构710可以是图5的清洁机构510的示例。清洁辊713可被构造成在皮肤705被文身之前向皮肤705施用清洁剂。例如,文身施用器700可被构造成使得它可在针706在相对于皮肤705转变成展开状态之前处于回缩状态时在皮肤705上移动。因此,可在针706将墨水注入皮肤705中之前向皮肤705施用清洁剂。可通过清洁剂储存器711向清洁辊713提供清洁剂。如以上所指示的,清洁剂可以是可与消毒海绵708可浸泡在其中的清洁剂相同或不同的消毒剂。
在图7A至图7B中,针706被图示为具有相同深度并且穿透至皮肤705的同一层或深度。在其他实施方式中,针706可具有不同长度和/或可穿透至皮肤705的不同层或深度。例如,针606中的一些可具有一个长度并且可穿透至一个层或深度,而针606中的其他可具有另一个长度并且可穿透至不同的层或深度。另选地或另外地,穿透至一个层或深度的针606可传递一种智能墨水或试剂;而穿透至另一个层或深度的针606可传递不同的智能墨水或试剂。另选地或另外地,针706可具有三个或更多个不同长度并且它们可将三种或更多种不同的智能墨水或试剂传递到皮肤705的三个或更多个不同的层或深度。
可在不脱离本公开的范围的情况下对文身施用器600进行修改、添加或省略。例如,例示实施方式仅仅用于提供文身施用器700的不同组件可如何相互作用的概念图示。实际构造和与不同组件的相互作用可有所不同。另外,可存在任何数量的其他组件来帮助促成本文中描述的功能。
图8A和图8B示出按照本文中描述的至少一些实施方式布置的文身施用器800的一些元件的示例构造。文身施用器800可被构造成向皮肤805的区域施用文身。
文身施用器800可包括可以是相对于图5描述的针506的示例的多个针806。图8A示出处于回缩状态的针806并且图8B示出处于展开状态的针806,在展开状态下,针806已经刺穿皮肤805的区域。针806可被构造成使用任何合适的系统、设备或装置进行回缩和展开。例如,在一些实施方式中,针806可被构造成使得当它们处于回缩状态时,它们承受弹簧负载。在这些实施方式中的一些中,文身施用器800可包括以致使针806向展开状态移动的方式响应于用户输入来释放弹簧(未示出)的触发机构(未示出)。在这些和其他实施方式中,针806可通过拉紧运动和机构被重置成回缩状态,拉紧运动和机构可将针606重新装载成承受弹簧负载的回缩状态。另外,针806可被穿孔,使得针806可包括可延伸至各针806的顶端的中空部分。
文身施用器800可包括墨水分流器802和墨水储存器804,墨水分流器802和墨水储存器804可以分别是图5的墨水传递机构502和墨水储存器504的示例。墨水分流器802可被构造成将墨水分流到针806的中空部分中,使得墨水可被传递到针806的顶端。因此,当针806刺穿皮肤805时,针806可将墨水注入皮肤805的真皮或皮下组织层。墨水储存器804可被构造成储存并且供应可被墨水分流器802分流的墨水。
在一些实施方式中,墨水分流器802和墨水储存器804可被构造成,使得不同类型的墨水和/或试剂可被分流到针806中的不同针,使得通过针806用不同类型的墨水或试剂对皮肤805的区域的不同部分进行文身和/或使得不同类型的墨水或试剂可被传递到皮肤805的不同层或结构。例如,如图8A和图8B中所示,可根据部分801a、部分801b和部分801c,对墨水分流器802和墨水储存器804进行分割。墨水储存器804可被构造成在部分801a中保留一种墨水,使得墨水可被传递到部分801a内的墨水分流器802。部分801a内的墨水分流器802可随后将墨水分流到针806的一个子集。墨水储存器804可被构造成在部分801b中保留另一种墨水,使得墨水可被传递到部分801b内的墨水分流器802。部分801b内的墨水分流器802可随后将墨水分流到针806的另一个子集,该子集可不同于之前提到的针806的子集。另外,墨水储存器804可被构造成在部分801c中保留又一种墨水,使得墨水可被传递到部分801c内的墨水分流器802。部分801c内的墨水分流器802可随后将墨水分流到针806的又一个子集,该子集可不同于两个之前提到的针806的子集。因此,当针806刺穿皮肤805时,针806的一个子集可注入一种墨水,针806的另一个子集可注入另一种墨水,针806的又一种子集可注入又一种墨水。不同的墨水可具有一种或更多种不同的性质,使得它们具有不同类型。因此,可被文身的皮肤805的不同部分可被注入不同类型的墨水。
在一些实施方式中,文身施用器800可包括与以上相对于图6A、图6B、图7A和图7B描述的消毒海绵608和消毒海绵708类似的消毒海绵808。另外,文身施用器800还可包括清洁机构810,清洁机构810可包括清洁海绵813和清洁剂储存器811。清洁机构810、清洁海绵813和清洁剂储存器811可分别与图7A和图7B的清洁机构710、清洁海绵713和清洁剂储存器711类似。
在图8A至图8B中,针806被示出为具有相同长度并且穿透至皮肤805的同一层或深度。在其他实施方式中,针806可具有不同长度和/或可穿透至皮肤805的不同层或深度。例如,针806中的一些可具有一个长度并且可穿透至一个层或深度,而针806的其他可具有另一个长度并且可穿透至不同的层或深度。另选地或另外地,穿透至一个层或深度的针806可传递一种智能墨水或试剂,而穿透至另一个层或深度的针806可传递不同的智能墨水或试剂。另选地或另外地,针806可具有三个或更多个不同长度并且它们可将三种或更多种不同的智能墨水或试剂分流到皮肤806的三个或更多个不同的层或深度。
可在不脱离本公开的范围的情况下对文身施用器800进行修改、添加或省略。例如,例示实施方式仅仅用于提供文身施用器800的不同组件可如何相互作用的概念图示。实际构造和与不同组件的相互作用可有所不同。另外,可存在任何数量的其他组件来帮助促成本文中描述的功能。
图9A示出按照本文中描述的至少一些实施方式布置的文身施用器的示例图案选择机构912。示例图案选择机构912是图5的示例图案选择机构512的示例。虽然没有相对于图6A至图8B明确描述或例示,但示例图案选择机构912可与文身施用器600、文身施用器700和文身施用器800中的一个或更多个包括在一起。
在例示实施方式中,示例图案选择机构912可允许选择3位数。例如,示例图案选择机构912可包括选择器914a、选择器914b和选择器914c。选择器914a可被构造成允许选择3位数字中的1位,选择器914b可被构造成允许选择3位数字中的另1位,选择器914c可被构造成允许选择3位数字中的又1位。
选择器914可被构造成与对应文身施用器的针相互作用,使得所选择的数字可被文身到皮肤中。例如,当针对选择器914的1来选择数字时,针的对应子集可被构造成,使得刺穿皮肤的对应子集中的针形成所选择的数字。举例来说,图9A示出选择了数字“503”并且图9B示出包括图案选择机构912的文身施用器900的底视图。如图9B中所示,文身施用器900的针可被构造成根据图案选择机构912选择了数字“503”将数字“503”文身到皮肤中。
可在不脱离本公开的范围的情况下对图案选择机构912进行修改、添加或省略。例如,图案选择机构912可被修改,使得它与文身施用器900的外壳形成一体。另外,可包括其他组件,这些组件提供选择数字和选择对应针之间的相互作用。
另外,例示实施方式仅仅是示例构造并且可使用任何数量的其他构造来选择图案。例如,在一些实施方式中,针可被组织成不同图案的模具并且模具可以是可移动的。如此,可选择具有所期望图案的一个或更多个模具并且将它布置在对应的文身施用器中。
图10A和图10B示出按照本文中描述的至少一些实施方式布置的另一个文身施用器1000的一些元件的示例构造。文身施用器可被构造成向皮肤1005的区域施用文身(图10B)。
文身施用器1000可包括多个微针1006,微针1006可以是相对于图5描述的微针506的示例。图10A包括微针1006之一的详细视图1007。详细视图1007中的微针1006包括形成微针1006的结构的自溶解和皮肤可吸收材料。例如,材料可包括糊精、硫酸软骨素、白蛋白、氯化钠、一种或更多种聚合物、或其他物质的自溶解和皮肤可吸收材料。详细视图1007中的微针1006另外包括灌注智能墨水和/或试剂以辅助使智能墨水可视化的顶端1006A。微针1006中的每个可总体上包括与详细视图1007中示出类似的构造。
在一些实施方式中,文身施用器1000的微针1006中的一些可包括含智能墨水的顶端1006A,而其他可包括含试剂的顶端1006A。另选地或另外地,在存在多个智能墨水和/或多种试剂的情况下,微针1006的不同集合可包括含不同智能墨水和/或含不同试剂的顶端1006A。
另外,微针1006的长度、微针1006和/或智能墨水或灌注在其上的体积、或微针1006的其他方面可根据智能墨水或试剂而有所不同。例如,图10A包括示出具有不同长度的微针1006B至1006E的详细视图1009。微针1006B可包括长度和智能墨水或试剂,微针1006C可包括另一个长度和另一种智能墨水或试剂,微针1006D可包括另一个长度和另一种智能墨水或试剂,微针1006E可包括另一个长度和另一种智能墨水或试剂,微针1006E可包括另一个长度和另一种智能墨水或试剂。例如,微针1006B可包括范围为5-100μm的长度和灌注在其顶端1006A中的脱色剂。微针1006C可包括范围为100-1000μm的长度和灌注在其顶端1006A中的智能墨水。微针1006D可具有与微针1006C相同的长度(例如,范围为100-1000μm的长度)和与微针1006C的智能墨水不同的灌注在其顶端1006A中的另一种智能墨水。微针1006E可具有范围为1000-3000μm的长度和灌注在其顶端1006A中的脱毛剂。微针1006B至1006E中的每个的长度可取决于文身施用器1000将用于其上的动物(不同动物可具有不同皮肤厚度)、动物的注射部位(动物的不同注射部位可具有不同皮厚度)、将被注入动物皮肤中的微针1006B至1006E中包括的特定智能墨水或试剂、和/或其他标准。
另选地或另外地,不同的墨水元素可被包括在同一微针的不同深度处。例如,详细视图1011包括带有灌注在针1006F的三个不同深度处的三种不同墨水元素的微针1006F。特别地,微针1006F的顶端1006A可包括脱毛剂,微针1006F的中间部分1006G可包括微针1006C或1006D中包括的智能墨水中的一种,并且微针1006F的底部部分1006H可包括脱色剂。在其他实施方式中,不同墨水元素可被灌注在微针1006F的相同或重叠深度处。更常见地,含多种墨水元素的微针可包括微针的两个或更多个不同深度处或相同或重叠深度处的两个或更多个不同墨水元素。这种构造可允许每种这样的微针将两种或更多种不同的墨水元素同时传递到皮肤的两个或更多个不同的层或深度和/或皮肤的相同或重叠的层或深度。
在图10A的示例中,文身施用器1000的微针1006的一个集合可包括与微针1006B具有相同构造的微针,微针1006的另一个集合可包括与微针1006C具有相同构造的微针,微针1006的另一个集合可包括与微针1006D具有相同构造的微针,和/或微针1006的又一个集合可包括与微针1006E具有相同构造的微针。针1006的不同集合可彼此分开设置或者它们可被混杂。另外,虽然在图10A的详细视图1009的背景下描述了微针1006的四个集合,但更常见地,文身施用器1000可包括微针1006的一个或更多个集合,其中,微针1006的各集合具有特定长度和/或含特定智能墨水或试剂的微针1006。
文身施用器1000可另外包括微针1006所附着的基板1008。基板1008可以是刚性或柔性的。当例如注射部位相对平坦时,刚性基板1008可以是可接受的。当相比于刚性基板例如注射部位成波浪形地更均匀覆盖波浪形注射部位时,可使用柔性几把。基板1008可以是补片的形式。
另选地或另外地,无论是刚性还是柔性,基板1008可以是可从微针1006取下的。例如,在将微针1006插入动物的皮肤1005中之后,可从微针1006剥离或者以其他方式从微针1006取下基板,留下微针1006嵌入皮肤1005中溶解并且释放其中包括的智能墨水和/或试剂。
现在,将相对于图10B描述使用文身施用器1000施用文身的示例处理。
在阶段1010中,可手动或自动地将文身施用器1000设置在所期望的注射部位上方。微针1006的长度和墨水元素可被构造成基于注射部位处皮肤的层厚度和微针1006将传递的墨水元素(一种或多种),将每个微针1006的单种墨水元素或每个微针1006的多种墨水元素传递到皮肤1005的特定深度(一个或多个)。例如,含脱色剂的在阶段1010中只标记出一个的短微针1006B可被构造成将脱色剂传递到皮肤1005的表皮1005a。含智能墨水的在阶段1010中只标记出一个的中间微针1006C可被构造成将智能墨水传递到皮肤1005的表皮1005b。含脱毛剂的在阶段1010中只标记出一个的长微针1006E可被构造成将脱毛剂传递到皮肤1005的真皮1005b和/或皮下组织1005c。另选地或另外地,虽然在图10B中未示出,但含多种墨水元素的微针1006(诸如,图10A的微针1006F)可被构造成将脱色剂传递到表皮1005a,将智能墨水传递到真皮1005b,并且将脱毛剂传递到真皮的较低深度和/或皮下深度1005c。
在阶段1020中,微针1006被注入皮肤1005中。
在阶段1030中,从微针1006取下基板1008(参见阶段1010和1020)。例如,可从皮肤1005剥离基板1008,而微针1006与基板1008分裂并且保持放在皮肤1005中。在皮肤1005中时,微针1006可溶解和/或被吸收在皮肤1005中。
在阶段1040中,在微针1006已经部分或完全溶解之后,在微针1006的顶端1006A(图10A)中传递的智能墨水和/或试剂可分散在皮肤1005中的它们被微针1006注射的深度处。例如,总体上在1042处指代通过短微针1006B传递的脱色剂的分散。总体上在1044处指代通过中间微针1006C传递的智能墨水的分散。总体上在1046处指代通过长微针1006E传递的脱色剂的分散。
图10A和图10B的文身施用器1000可包括其他成分和/或构造。例如,图10C示出按照本文中描述的至少一些实施方式布置的文身施用器1000的另一个示例构造。在图10C中,文身施用器1000包括烙铁构造。特别地,文身施用器1000包括微针1006和基板1008。图10C的文身施用器1000另外包括手柄150和与手柄1050的端部联接的板1052。可用粘合剂、带、捆带、吸盘、或其他合适的材料或装置将基板1008与板1052联接。
在施用时,农场主、农场工人、或其他人员可将带有微针1006的基板1008附接到板1052。在一些实施方式中,基板1008包括与基板1008的正面相对的基板108的背面上的剥即贴背衬。基板1008的正面包括微针1006。剥即贴背衬可包括被非粘合可剥离层覆盖的基板1008的背面上的粘合剂。为了将基板1008附接到板1052,人员可剥离非粘合可剥离层,露出粘合剂,并且使用粘合剂将基板1008附接到板1052。另选地,可使用其他材料或装置将基板1008附接到板1052。
在将带有微针1006的基板1008附接到板1052之后,可将带有微针1006的基板1008设置在动物的注射部位处。可通过抓握手柄1050并且将板1052和所附接的带有微针1006的基板1008移动到注射部位,在不触摸带有微针的基板1008的情况下,将带有微针的基板1008设置在注射部位。当设置在注射部位处时,人员可使用手柄1050将带有微针1006的基板抵着注射部位推动。人员可按剥离基板1008使其远离注射部位与微针1006断开的合适方式来旋转或以其他方式移动手柄1050并且将微针1006留在动物皮肤内的注射部位处。人员然后可将剩余基板1008剥离板1052或以其他方式将剩余基板1008从板1052取下并且丢弃它。可重复进行该处理,以根据需要向其他动物施用文身。
图11是示出按照本文中描述的至少一些实施方式布置的、被布置成监视动物和/或对动物进行文身的示例计算装置1100的框图。在非常基本的构造1102中,计算装置1100通常一般包括一个或多个处理器504和系统存储器1106。存储器总线1108可用于处理器1104和系统存储器1106之间的通信。
根据所期望的配置,处理器1104可以是任何类型,包括微处理器(μP)、微控制器(μC)、数字信号处理器(DSP)、或其任何组合。处理器1104可包括一个或更多级缓存(诸如,一级缓存1110和二级缓存1112)、处理器核1114和寄存器1116。示例处理器核1114可包括算术逻辑单元(ALU)、浮点单元(FPU)、数字信号处理核(DSP核)、或其任何组合。示例存储器控制器1118还可以用于处理器1104,或者在一些实现方式中,存储器控制器1118可以是处理器1104的内部部分。
根据所期望的配置,系统存储器1106可以是任何类型,包括易失性存储器(诸如,RAM)、非易失性存储器(诸如,ROM、闪速存储器等)、或其任何组合。系统存储器1106可包括操作系统1120、一个或更多个应用1122和程序数据1124。应用1122可包括健康监视模块1126,健康监视应用1126可对应于图1A至图1B的健康监视应用112和/或用于控制文身施用器的自动或半自动施用文身的应用。程序数据1124可包括与图1A至图1B的动物记录114对应的动物记录1128。在一些实施方式中,应用1122可被布置成用程序数据1124在操作系统1120上操作,以执行用于监视动物的方法(诸如,图4的方法400),和/或用于执行本文中描述的其他方法和/或操作。
计算装置1100可具有另外的特征或功能和另外的接口,以便于基本配置1102和任何所需装置与接口之间的通信。例如,可使用总线/接口控制器1130以便于经由存储接口总线1134的基本配置1102与一个或更多个数据存储装置1132之间的通信。数据存储装置1132可以是可移除存储装置1136、不可移除存储装置1138、或其组合。举例来说,可移除存储装置和不可移除存储装置的示例包括诸如软盘驱动器和硬盘驱动器(HDD)的磁盘装置、诸如高密度盘(CD)驱动器或数字通用盘(DVD)驱动器的光盘驱动器、固态驱动器(SSD)和带驱动器。示例计算机存储介质可包括按照用于存储信息(诸如,计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。
系统存储器1106、可移除存储装置1136和不可移除存储装置1138是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其他光学存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁性存储装置、或可用于存储所期望的信息并且可被计算装置1100访问的任何其他介质。任何这种计算机存储介质可以是计算装置1100的一部分。
计算装置1100还可包括接口总线1140,接口总线1140便于经由总线/接口控制器1130从各种接口装置(例如,输出装置1142、外围接口1144和通信装置1146)到基本配置1102的通信。示例输出装置1142包括图形处理单元1148和音频处理单元1150,图形处理单元1148和音频处理单元1150可被配置成经由一个或更多个A/V端口1152与诸如显示器或扬声器的各种外部装置进行通信。示例外围接口1144包括串行接口控制器1154或并行接口控制器1156,串行接口控制器1154或并行接口控制器1156可被配置成经由一个或更多个I/O端口1158与诸如输入装置(例如,键盘、鼠标、笔、语音输入装置、触摸输入装置等)的外部装置、传感器或其他外围装置(例如,打印机、扫描仪等)进行通信。示例通信装置1146包括网络控制器1160,网络控制器1160可被布置成便于经由一个或更多个通信端口1164通过网络通信链路与一个或更多个其他计算装置1162进行通信。
网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可由计算机可读指令、数据结构、程序模块、或诸如载波或其他传输机制的经调制数据信号中的其他数据来实现,并且可包括任何信息传送介质。“经调制数据信号”可以是将其特性中的一个或更多个以将信息编码在信号中这样的方式而设置或改变的信号。举例来说,并且没有限制,通信介质可包括有线介质(诸如,有线网络或直接有线连接)和无线介质(诸如,声学、射频(RF)、微波、红外(IR)和其他无线介质)。本文使用的术语“计算机可读介质”可包括存储介质和通信介质这二者。
计算装置1100可被实现为诸如蜂窝电话、个人数据助理、平板计算机、个人媒体播放器装置、无线网络表装置、个人头戴式耳机装置、专用装置、或包括以上功能中的任一种的混合装置的小形式因子便携式(或移动)电子装置的一部分。计算装置1100还可被实现为包括膝上型计算机和非膝上型计算机配置二者的个人计算机。图11的计算装置1100是图1A至图1B的服务器104、文身读取器106、和/或计算装置120的示例实现方式。
本文中描述的许多实施方式和示例可按所期望的任何方式进行组合。在组合本文中描述的技术的各种方面的一些实施方式中,可将抗原检测方法与温度敏感检测方法相结合,并且使用微针阵列进行动物皮肤中的注入。为读者留有组合的余地,并且本领域的技术人员在阅读了本公开时,各种组合将变得清楚。现在,提供各种非限制实施方式:
1.一种文身墨水,该文身墨水包括:
智能墨水,其包括多个传感器,所述多个传感器中的每个包括:
聚丁二炔(PDA)囊泡;以及
多个抗原受体,其与所述PDA囊泡结合;
其中,所述多个传感器中的每个的可变光学性质表征所述多个抗原受体特异性的多个抗原的存在与否。
2.根据实施方式1所述的文身墨水,其中,所述多个抗原受体包括被构造成结合所述多个抗原的多个抗体、被构造成结合所述多个抗原的多个抗体模仿物、或被构造成结合所述多个抗原的多个受体分子。
3.根据实施方式1所述的文身墨水,其中:
所述多个抗原受体包括多个皮质醇特异性抗体并且所述多个抗原包括多个皮质醇特异性抗原;或者
所述多个抗原受体包括多个黄体酮特异性抗体并且所述多个抗原包括多个黄体酮特异性抗原。
4.根据实施方式1所述的文身墨水,所述文身墨水还包括以下中的至少一个:
表皮生长因子;
试剂,其用于促成所述文身墨水的注射部位处的愈合并且减少疤痕形成;
不透明度增强试剂;或者
水凝胶支架。
5.根据实施方式1所述的文身墨水,其中,所述多个传感器中的每个的所述PDA囊泡被构造成响应于多个抗原结合到所述PDA囊泡的多个抗原受体,经受构象改变,所述构象改变致使所述多个传感器中的对应一个的可变光学性质改变。
6.根据实施方式1所述的文身墨水,其中,所述多个传感器中的每个的所述可变光学性质包括所述多个传感器中的每个的颜色或荧光性中的至少一种。
7.根据实施方式1所述的文身墨水,其中,所述多个传感器中的每个还包括半渗透海藻酸盐包埋,所述半渗透海藻酸盐包埋包埋所述PDA囊泡和与所述PDA囊泡结合的所述多个抗原受体。
8.根据实施方式7所述的文身墨水,其中,所述半渗透海藻酸盐包埋是生物兼容性的。
9.根据实施方式7所述的文身墨水,其中,所述半渗透海藻酸盐包埋被调节成分子量截留,以允许所述多个抗原进入所述多个抗原受体的附近并且防止侵入分子量超过所述分子量截留的酶的多个抗原受体的附近。
10.根据实施方式1所述的文身墨水,其中,所述多个传感器中的每个还包括时间释放包埋,所述时间释放包埋包埋所述PDA囊泡以及与所述PDA囊泡结合的所述多个抗原受体。
11.根据实施方式1所述的文身墨水,所述文身墨水还包括以下中的至少一个:
脱色剂;或者
脱毛剂。
12.根据实施方式11所述的文身墨水,其中:
所述脱色剂包括莫诺苯宗;或者
所述脱毛剂包括巯基乙酸。
13.一种文身墨水,该文身墨水包括:
智能墨水,其包括多个传感器,所述多个传感器中的每个包括:
隐色染料;
有机酸;
盐;
溶剂,其具有特定熔点;以及
包埋,其包括所述隐色染料、所述有机酸、所述盐和所述溶剂;
其中,所述多个传感器中的每个的可变光学性质表征所述多个传感器中的每个的温度。
14.根据实施方式13所述的文身墨水,其中,所述隐色染料包括结晶紫内酯。
15.根据实施方式13所述的文身墨水,其中,所述包埋包括含内豆蔻醇和十六烷醇的脂肪醇混合物。
16.根据实施方式13所述的文身墨水,其中,所述多个传感器中的每个的所述可变光学性质包括所述多个传感器中的每个的颜色,颜色可在响应于所述多个传感器中的对应一个的温度低于所述熔点的无色和响应于所述多个传感器中的对应一个的温度高于所述熔点的紫罗兰色之间变化。
17.一种监视动物的方法,该方法包括:
观察所述动物的文身,其中,所述文身含智能墨水;以及
基于所述文身来确定所述动物的生理状态。
18.根据实施方式17所述的方法,所述方法还包括:响应于指示所述动物的生理事件或状况的所述动物的生理状态,针对所述生理事件或状况来处理所述动物。
19.根据实施方式17所述的方法,所述方法还包括:响应于指示所述动物的生理事件或状况的所述动物的生理状态,将所述动物与没有所述生理事件或状况的其他动物分开。
20.根据实施方式17所述的方法,其中,观察所述动物的所述文身包括用肉眼观看所述动物的文身。
21.根据实施方式17所述的方法,其中,观察所述动物的所述文身包括在光学成像器处接收被所述智能墨水发射、透射、和/或反射的光。
22.根据实施方式17所述的方法,其中:
所述文身中含有的所述智能墨水的颜色被构造成响应于所述动物的特定生理靶;以及
基于所述文身来确定所述动物的生理状态包括确定所述智能墨水的颜色。
23.一种文身施用器,该文身施用器包括:
基板;
多个针,其联接到所述基板,其中,所述多个针的第一集合具有第一长度并且所述多个针的第二集合具有不同于所述第一长度的第二长度;以及
智能墨水,其被灌注到所述第一集合或所述第二集合中的至少一些中。
24.根据实施方式23所述的文身施用器,其中,所述基板包括柔性且能剥离基板。
25.根据实施方式23所述的文身施用器,其中,所述多个针中的每个包括自溶解且皮肤可吸收的针。
26.根据实施方式23所述的文身施用器,其中:
所述智能墨水被灌注到所述多个针的所述第一集合中的每个中,以被传递到动物的皮肤中的第一深度;以及
所述文身施用器还包括脱色剂或脱毛剂,所述脱色剂或所述脱毛剂被灌注到所述多个针的所述第二集合中的每个中,以被传递到与所述第一深度不同的所述动物的皮肤中的第二深度。
27.根据实施方式23所述的文身施用器,其中,所述多个针中的至少一些中的每个包括:
被灌注到所述多个针中的至少一些中的每个的第一部分中的所述智能墨水;以及
被灌注到所述多个针中的至少一些中的每个的第二部分中的另一种智能墨水、脱色剂、或脱毛剂。
28.根据实施方式27所述的文身施用器,其中,所述多个针中的至少一些中的每个被构造成:
将所述智能墨水传递到动物的皮肤中的第一深度;以及
将所述另一种智能墨水、所述脱色剂、或所述脱毛剂传递到所述动物的皮肤的第二深度。
29.一种文身施用器,该文身施用器包括:
墨水传递机构;以及
多个针,其被构造成:
与所述墨水传递机构相互作用,使得所述墨水传递机构将墨水传递到所述针;以及
在将所述墨水从所述墨水传递机构传递到所述针之后,用所述墨水注入皮肤的区域;根据文身的所期望图案,将所述多个针布置成图案。
30.根据实施方式29所述的文身施用器,其中,所述墨水传递机构包括被构造成保留墨水的墨水台并且所述多个针被构造成:
当穿过所述墨水台时,保留墨水;
穿过所述墨水台以保留所述墨水台的墨水;以及
在穿过所述墨水台之后,用所述墨水注入所述皮肤的区域。
31.根据实施方式29所述的文身施用器,其中,所述墨水传递机构包括辊,所述辊被构造成将墨水传递到所述皮肤的所述区域处的表皮表面,其中,所述多个针被构造成在所述辊将墨水传递到所述区域中之后用所述墨水注入所述区域。
32.根据实施方式29所述的文身施用器,其中,所期望图案包括以下中的一个或更多个:数字、字母、形状、图片和条形码。
33.根据实施方式29所述的文身施用器,其中,所述墨水包括智能墨水。
34.根据实施方式29所述的文身施用器,其中,所述多个针被构造成将墨水注入所述皮肤的真皮层或所述皮肤的皮下组织层。
35.根据实施方式29所述的文身施用器,所述文身施用器还包括消毒机构,所述消毒机构被构造成保留消毒剂并且被构造成与所述多个针相互作用,使得在将墨水注入所述区域中之后,所述消毒剂接触所述多个针。
36.根据实施方式35所述的文身施用器,其中,所述多个针包括中空部分并且所述消毒机构被构造成使所述消毒剂通过所述中空部分进行传递。
37.根据实施方式29所述的文身施用器,所述文身施用器还包括墨水储存器,所述墨水储存器被构造成保留墨水并且将墨水提供到所述墨水传递机构。
38.根据实施方式29所述的文身施用器,其中,所述墨水包括具有不同性质的至少两种墨水类型并且所述墨水传递机构被构造成使得不同墨水类型被传递到所述区域的不同部分。
39.根据实施方式29所述的文身施用器,所述文身施用器还包括清洁机构,所述清洁机构被构造成在注入墨水之前向所述区域施用清洁剂。
40.根据实施方式29所述的文身施用器,所述文身施用器还包括图案选择机构,所述图案选择机构被构造成改变所述多个针的图案。
41.一种文身施用器,该文身施用器包括:
辊,其被构造成将墨水传递到皮肤的表皮表面的区域上;以及
多个针,其被构造成在所述辊将墨水传递到所述区域上之后,在所述区域处用所述墨水注入所述皮肤;按照文身的所期望图案,将所述多个针布置成图案。
42.根据实施方式41所述的文身施用器,其中,所述所期望图案包括以下中的一个或更多个:数字、字母、形状、图片和条形码。
43.根据实施方式41所述的文身施用器,其中,所述墨水包括智能墨水。
44.根据实施方式41所述的文身施用器,其中,所述多个针被构造成将墨水注入所述皮肤的真皮层或所述皮肤的皮下组织层。
45.根据实施方式41所述的文身施用器,所述文身施用器还包括消毒机构,所述消毒机构被构造成保留消毒剂并且被构造成与所述多个辊相互作用,使得在将墨水传递所述区域上之后,所述消毒剂接触所述辊。
46.根据实施方式41所述的文身施用器,所述文身施用器还包括消毒机构,所述消毒机构被构造成保留消毒剂并且被构造成与所述多个针相互作用,使得在将墨水注入所述区域处之后,所述消毒剂接触所述多个针。
47.根据实施方式46所述的文身施用器,其中,所述多个针包括中空部分并且所述消毒机构被构造成使所述消毒剂通过所述中空部分进行传递。
48.根据实施方式41所述的文身施用器,所述文身施用器还包括墨水储存器,所述墨水储存器被构造成保留墨水并且将墨水提供到所述辊。
49.根据实施方式41所述的文身施用器,其中,所述墨水包括具有不同性质的至少两种墨水类型并且所述辊被构造成将所述至少两种墨水类型传递到所述区域使得不同墨水类型被传递到所述区域的不同部分。
50.根据实施方式41所述的文身施用器,所述文身施用器还包括清洁机构,所述清洁机构被构造成在所述辊向所述区域传递墨水之前向所述区域施用清洁剂。
51.根据实施方式41所述的文身施用器,所述文身施用器还包括图案选择机构,所述图案选择机构被构造成改变所述多个针的图案。
52.一种文身施用器,该文身施用器包括:
墨水台,其被构造成保留墨水;以及
多个针,其被构造成:
当穿过所述墨水台时,保留墨水;
穿过所述墨水台以保留所述墨水台的墨水;以及
在穿过所述墨水台之后,用所述墨水注入所述皮肤的区域;根据文身的所期望图案,将所述多个针布置成图案。
53.根据实施方式52所述的文身施用器,其中,所期望图案包括以下中的一个或更多个:数字、字母、形状、图片和条形码。
54.根据实施方式52所述的文身施用器,其中,所述墨水包括智能墨水。
55.根据实施方式52所述的文身施用器,其中,所述多个针被构造成将墨水注入所述皮肤的真皮层或所述皮肤的皮下组织层。
56.根据实施方式52所述的文身施用器,所述文身施用器还包括消毒机构,所述消毒机构被构造成保留消毒剂并且被构造成与所述多个针相互作用,使得在将墨水传递所述区域中之后,所述消毒剂接触所述多个针。
57.根据实施方式56所述的文身施用器,其中,所述多个针包括中空部分并且所述消毒机构被构造成使所述消毒剂通过所述中空部分进行传递。
58.根据实施方式52所述的文身施用器,所述文身施用器还包括墨水储存器,所述墨水储存器被构造成保留墨水并且将墨水提供到所述墨水台。
59.根据实施方式52所述的文身施用器,其中,所述墨水包括具有不同性质的至少两种墨水类型并且所述墨水台被构造成将所述至少两种墨水类型保留在所述墨水台的不同部分中使得不同墨水类型被传递到所述区域的不同部分。
60.根据实施方式52所述的文身施用器,所述文身施用器还包括清洁机构,所述清洁机构被构造成在注入墨水之前向所述皮肤的所述区域施用清洁剂。
61.根据实施方式52所述的文身施用器,所述文身施用器还包括图案选择机构,所述图案选择机构被构造成改变所述多个针的图案。
本公开不限于在本文中描述的旨在示出各种方面的特定实施方式。可在不脱离其精神和范围的情况下进行许多修改和变形。除了本文中所列举的那些以外,在本公开的范围内的功能等同的方法和设备根据以上描述是可能的。这些修改形式和变形形式旨在落入随附权利要求书的范围内。本公开将仅由随附权利要求书的术语连同这些权利要求书的权利等价物的完整范围所限定。要理解,本公开不限于显然能够变化的特定的方法、试剂、化合物组分或者生物学系统。还要理解,本文中使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的,并不旨在进行限制。
关于本文中大体任何复数和/或单数术语的使用,本领域技术人员能够以对于背景和/或应用适当的方式从复数解释成单数和/或从单数解释成复数。为清楚起见,各种单数/复数排列可以清楚地在本文中阐述。
本领域技术人员应该理解,一般地,本文中使用的术语并且特别是在随附权利要求书中的术语(例如,随附权利要求书的正文)一般旨在为“开放的”术语(例如,术语“包括”应该解释为“包括但不限于”,术语“具有”应该解释为“至少具有”,术语“包含”应该解释为“包含但不限于”等)。本领域技术人员还应该理解,如果意图特定数量的提出的权利要求详述,这样的意图将在权利要求中明确地叙述,并且在不存在这样的详述的情况下,不存在这样的意图。例如,为帮助进行理解,以下随附权利要求书可能包含介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求详述。然而,使用这样的短语不应当被解释为暗示以“一”引入的权利要求详述将包含这样引入的权利要求详述的任何特定的权利要求限制为只包含一个这样的详述的实施方式,即使当在相同的权利要求包括介绍性短语“一个或更多个”或“至少一个”以及诸如“一”的词(例如,“一”应当被解释为指“至少一个”或“一个或更多个”)时;相同道理对于使用定冠词引入权利要求详述的情况也成立。此外,即使在明确地表述了特定数量的引入的权利要求详述的情况下,本领域中的技术人员也应该认识到,这样的详述应当解释为是指至少表述的数量(例如,在没有其他修饰语的情况下,仅是“两个详述”的表述是指至少两个详述或者两个或更多详述)。此外,在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的情况下,通常这种构造的目的是本领域技术人员将会理解该惯例的含义(例如,“具有A、B和C中的至少一个的系统”将会包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B一起、具有A和C一起、具有B和C一起和/或具有A、B和C一起等的系统)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯例的情况下,通常这种构造的目的是本领域技术人员将会理解该惯例的含义(例如,“具有A、B或C中的至少一个的系统”将会包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B一起、具有A和C一起、具有B和C一起和/或具有A、B和C一起等的系统)。本领域的人员还应该理解,呈现两个或更多可供选择的术语的几乎任何转折性词语和/或短语,不管是在说明书、权利要求书还是附图中,都应当被理解为料想到包括术语之一、术语的任一个或者两个术语的可能性。例如,短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
此外,在以马库什组的方式描述本公开的特征或方面的情况下,本领域的技术人员应该认识到,本公开由此还以马库什组的任何单独成员或成员的子组的方式描述。
正如本领域技术人员应该理解的,为了任何及所有目的,诸如就提供书面说明书而言,本文公开的全部范围还涵盖任何和全部可能子范围及其子范围的组合。任何列出的范围都能够被容易地认定为充分地描述并且使得同一范围被分解为至少相等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等。作为非限制性示例,本文中讨论的各范围可以被容易地分解成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。正如本领域技术人员应该理解的,诸如“上至”、“至少”等的全部语言包括所表述的数量并且是指随后能够被分解为如上所讨论的子范围的范围。最后,正如本领域技术人员应该理解的,范围包括各个单独的成员。因此,例如,具有1-3个单元的组是指具有1个、2个或3个单元的组。类似地,具有1-5个单元的组是指具有1个、2个、3个、4个或5个单元的组,等等。
根据以上,在文本中出于例示目的描述了本公开的各种实施方式,并且可在不脱离本公开的范围和精神的情况下进行各种修改。因此,本文中公开的各种实施方式不旨在成为限制,其真实范围和精神是由以下权利要求书指示的。

Claims (31)

1.一种监视动物的方法,该方法包括:
基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态,
记录所述动物的所述生理状态;以及
响应于指示生理事件或状况的所述生理状态,触发警告以应对所述生理事件或状况。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态包括:
接收被所述智能墨水透射、发射、和/或反射的光;
基于接收到的所述光来确定所述智能墨水的光学性质的当前值;以及
将所述光学性质的当前值与基线值进行比较。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态包括:
响应于所述光学性质的当前值在所述基线值的特定范围内,确定所述动物相对于所述智能墨水被构造成进行响应的特定生理靶的生理状态正常;或者
响应于所述光学性质的当前值在所述基线值的特定范围外,确定所述动物相对于所述特定靶的生理状态异常。
4.根据权利要求2所述的方法,其中:
基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态还包括用紫外光照射所述智能墨水;以及
基于接收到的所述光来确定所述智能墨水的光学性质的当前值包括响应于所述紫外光中的至少一些被所述智能墨水吸收来确定与所述智能墨水发射的荧光关联的光学性质。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,触发警告以应对所述生理事件或状况包括生成识别所述动物和所述生理事件或状况的电子消息。
6.根据权利要求1所述的方法,所述方法还包括将所述智能墨水注入所述动物的所述皮肤中以形成所述文身。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,将所述智能墨水注入所述动物的所述皮肤中以形成所述文身包括将所述智能墨水注入所述动物的皮肤的真皮中。
8.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述智能墨水的光学性质取决于所述动物的特定生理靶;以及
基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态包括确定所述智能墨水的光学性质的值。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述动物的特定生理靶包括所述动物的葡萄糖水平、所述动物的水合程度、所述动物的体温、所述动物的pH水平、所述动物中的特定激素的水平、或所述动物中的特定病原体。
10.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述文身包括注入所述动物的所述皮肤中的多个智能墨水;
所述多个智能墨水中的每个取决于所述动物的多个生理靶中的不同的一个;以及
基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态包括确定所述动物相对于所述动物的所述多个生理靶中的每个的生理状态。
11.根据权利要求1所述的方法,所述方法还包括向所述动物施用所述文身,包括:
将带有多个针的柔性基板放置在所述动物的注射部位处,其中,所述多个针中的每个包括自溶解且皮肤能吸收的针,其中,所述多个针中的至少一些包括灌注在所述多个针中的所述至少一些中的每个的顶端中的所述智能墨水;
将所述多个针注入所述注射部位处的皮肤;
从所述多个针取下所述基板,而所述多个针保持放在所述皮肤中;以及
溶解所述多个针中的所述至少一些,以释放灌注在所述多个针中的所述至少一些中的每个的顶端中的所述智能墨水。
12.根据权利要求12所述的方法,其中,所述多个针中的至少其他一些包括灌注在所述多个针中的所述至少其他一些中的每个的顶端中的脱毛剂或脱色剂中的至少一个,使得向所述动物施用所述文身还包括将所述脱毛剂或所述脱色剂中的至少一个注入所述注射部位处的所述皮肤。
13.一种监视动物的系统,该系统包括:
文身读取器,其被构造成测量注入所述动物的皮肤中作为文身的智能墨水的光学性质并且生成测得的所述光学性质的当前值;
处理器,其与所述文身读取器通信连接;
计算机可读介质,其与所述处理器通信连接;以及
健康监视应用,其包括能由所述处理器执行以执行操作的计算机指令,所述操作包括:
基于测得的所述光学性质的当前值来确定所述动物的生理状态,
记录所述动物的所述生理状态;以及
响应于指示生理事件或状况的所述生理状态,触发警告以应对所述生理事件或状况。
14.根据权利要求13所述的系统,其中,所述健康监视应用被存储在所述计算机可读介质上,其中,所述文身读取器、所述处理器和所述计算机可读介质共同形成手持计算装置。
15.根据权利要求14所述的系统,其中,所述手持计算装置包括智能电话。
16.根据权利要求13所述的系统,其中,所述文身读取器包括光学成像器,所述光学成像器被构造成测量所述光学性质并且通过接收被所述智能墨水透射、发射、和/或反射的光并且生成代表所述光学性质的电信号来生成所述当前值。
17.根据权利要求16所述的系统,其中:
所述文身读取器还包括被构造成发射辐射的辐射源;以及
以下中的至少一个:
接收到的所述光包括所述辐射的在被所述智能墨水反射之后的至少一些;以及
接收到的所述光包括所述智能墨水响应于所述辐射中的至少一些被所述智能墨水吸收而发射的荧光。
18.根据权利要求13所述的系统,所述系统还包括被构造成将所述智能墨水注入所述动物的所述皮肤中以形成所述文身的文身施用器。
19.根据权利要求13所述的系统,其中,所述智能墨水的光学性质被构造成响应于所述动物的特定生理靶满足特定标准至少一次而经受不可逆改变,其中,不管在测量时是否满足所述特定标准,都能测量到所述不可逆改变。
20.根据权利要求13所述的系统,其中,所述智能墨水的光学性质被构造成响应于所述动物的特定生理靶满足特定标准而经受可逆改变,其中,除非在测量时满足所述特定标准,否则不能测量到所述可逆改变。
21.根据权利要求13所述的系统,所述系统还包括存储在所述计算机可读介质中的多个动物记录,其中,所述多个动物记录中的每个对应于多个动物中的不同的一个,其中,所述多个动物记录中的每个包括随时间推移记录的针对所述多个动物中的对应一个的多个生理状态条目。
22.一种计算机可读介质,其包括存储在其上的计算机可读指令,所述计算机可读指令响应于被处理器执行,致使所述处理器执行操作或致使所述处理器控制操作的执行,所述操作包括:
基于含注入动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态,
记录所述动物的生理状态;以及
响应于指示生理事件或状况的生理状态,触发警告以应对所述生理事件或状况。
23.根据权利要求22所述的计算机可读介质,其中,基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态包括:
接收被所述智能墨水透射、发射、和/或反射的光;
基于接收到的所述光来确定所述智能墨水的光学性质的当前值;以及
将所述光学性质的当前值与基线值进行比较。
24.根据权利要求23所述的计算机可读介质,其中,基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态包括:
响应于所述光学性质的当前值在所述基线值的特定范围内,确定所述动物相对于所述智能墨水被构造成进行响应的特定生理靶的生理状态正常;或者
响应于所述光学性质的当前值在所述基线值的特定范围外,确定所述动物相对于所述特定靶的生理状态异常。
25.根据权利要求23所述的计算机可读介质,其中:
基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态还包括用紫外光照射所述智能墨水;以及
基于接收到的所述光来确定所述智能墨水的光学性质的当前值包括响应于所述紫外光中的至少一些被所述智能墨水吸收来确定与所述智能墨水发射的荧光关联的光学性质。
26.根据权利要求22所述的计算机可读介质,其中,触发警告以应对所述生理事件或状况包括生成识别所述动物和所述生理事件或状况的电子消息。
27.根据权利要求22所述的计算机可读介质,其中,所述操作还包括将所述智能墨水注入所述动物的所述皮肤中以形成所述文身。
28.根据权利要求27所述的计算机可读介质,其中,将所述智能墨水注入所述动物的所述皮肤中以形成所述文身包括将所述智能墨水注入所述动物的皮肤的真皮中。
29.根据权利要求22所述的计算机可读介质,其中:
所述智能墨水的光学性质取决于所述动物的特定生理靶;以及
基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态包括确定所述智能墨水的光学性质的值。
30.根据权利要求29所述的计算机可读介质,其中,所述动物的特定生理靶包括所述动物的葡萄糖水平、所述动物的水合程度、所述动物的体温、所述动物的pH水平、所述动物中的特定激素的水平、或所述动物中的特定病原体。
31.根据权利要求22所述的计算机可读介质,其中:
所述文身包括注入所述动物的所述皮肤中的多个智能墨水;
所述多个智能墨水中的每个取决于所述动物的多个生理靶中的不同的一个;以及
基于含注入所述动物的皮肤中的智能墨水的文身来确定所述动物的生理状态包括确定所述动物相对于所述动物的所述多个生理靶中的每个的生理状态。
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