Тема:

Гибкая электроника 4 месяца назад

Временная татуировка измерит уровень глюкозы без боли

Уровень глюкозы в крови можно будет определять с помощью временной татуировки
(фото Jacobs School of Engineering/UC San Diego).

Люди, страдающие диабетом, вынуждены по нескольку раз в день самостоятельно проверять содержание глюкозы в крови, снова и снова прокалывая кожу пальцев. Больные, которые избегают этой процедуры в силу её неприятности или каких-либо других причин (иногда просто эстетических), существенно увеличивают риск для своего здоровья.

Современное персональное оборудование предполагает использование крошечных игл для забора образцов крови минимального объёма, но для многих людей и такой подход не решает проблемы. Поэтому разработка неинвазивных способов контроля над содержанием глюкозы в крови является очень актуальной.

Чтобы улучшить качество жизни диабетиков, команда наноинженеров из Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) предложила использовать вместо традиционных инструментов временные татуировки.

Аспирант Амай Бандодкар (Amay Bandodkar) и его коллеги из лаборатории профессора Джозефа Вана (Joseph Wang) разработали и протестировали прототип устройства на основе гибкой электроники. Он представляет собой пару электродов, напечатанных на бумажной подложке.

Согласно статье, опубликованной в издании Analytical Chemistry, после перенесения татуировки на тело пациента, его кожа подвергается воздействию очень слабого электрического тока на протяжении 10 минут.

Это приводит к тому, что ионы натрия, находящиеся в межклеточной жидкости, мигрируют к электродам татуировки. Ионы влекут за собой молекулы глюкозы, также расположенные в этой жидкости, доставляя их прямо к датчику. В итоге сенсор измеряет величину электрического заряда, создаваемого молекулами глюкозы, и таким образом определяет её общую концентрацию в крови.

"Количество глюкозы, регистрируемое нашим неинвазивным устройством, почти в сто раз меньше соответствующего ей уровня в крови человека, — поясняет Амай Бандодкар в пресс-релизе университета. – Поэтому мы должны были разработать высокочувствительный датчик глюкозы, который может обнаружить столь низкие её количества с высокой селективностью".

Прототип временной татуировки был протестирован в лабораторных условиях на семи здоровых мужчинах и женщинах в возрасте от 20 до 40 лет. Испытуемые не сообщали о каком-либо дискомфорте в процессе использования датчика, и лишь несколько из них рассказали о лёгком покалывании на коже на протяжении первых 10 секунд эксперимента.

Для проверки, сможет ли датчик зафиксировать всплеск глюкозы в крови, добровольцам предлагалось употребить в пищу высококалорийную продукты и напитки. Устройство оказалось не менее чувствительно, чем традиционный анализ крови из пальца.

На данном этапе разработок татуировка не позволяет пациенту самостоятельно получать данные о концентрации глюкозы в крови, но работа над созданием соответствующего считывающего устройства сейчас активно ведётся.

В конечном итоге, исследователи рассчитывают на то, что смогут отправить всю необходимую информацию с датчика через Bluetooth, к примеру, в приложение на смартфоне.

Ещё одной задачей для разработчиков носимого сенсора глюкозы является максимальное удлинение сроков его жизни с сохранением максимальной дешевизны устройства.

В более долгосрочной перспективе исследователи планируют с помощью своих временных татуировок провести наблюдение за пищевыми привычками разных групп населения и попытаться выявить предпосылки к развитию и вероятные способы профилактики сахарного диабета.

Исследователи подчёркивают, что измерением уровня глюкозы их технология не ограничивается. Прототип временной татуировки продемонстрировал жизнеспособность новой концепции, которая применима к контролю и других веществ в организме человека, например, лактата или каких-либо белковых продуктов (что актуально для спортсменов).

Кроме этого, возможно, что аналогичным способом в будущем будут определять содержание алкоголя или наркотических веществ в крови у неблагонадёжных граждан.

Сегодня