Контролировать уровень глюкозы можно будет с помощью контактных линз

05 апреля 2017 12:49 Версия для печати

Контролировать уровень глюкозы можно будет с помощью контактных линзПрозрачные биосенсоры, встроенные в контактные линзы, вскоре помогут врачам и пациентам контролировать уровень глюкозы в крови и множество других признаков заболеваний без инвазивных тестов. Для создания биочувствительных линз ученые использовали технологию, которая привела к разработке смартфонов с более яркими дисплеями.

Биосенсоры не смогут полностью заменить лабораторное исследование крови. Но Грегори Герман (Gregory S. Herman), ведущий автор исследования, предполагает, что из слезной жидкости можно извлечь достаточно большое количество полезной диагностической информации.

Г. Герман впервые задумал использовать биочувствительность, когда работал в промышленной сфере. Он и его коллеги разработали соединение, состоящее из оксида индия, галлия и цинка. Этот полупроводниковый материал стал революционным открытием в электронике и позволил разработать дисплеи для телевизоров, смартфонов и планшетов с более высоким разрешением, при этом уменьшилось потребление энергии и повысилась сенсорная чувствительность.

В 2009 г. Г. Герман начал исследовать биомедицинское использование нового материала на базе Университета штата Орегон (Oregon State University), США. В частности, ученый искал способ помочь лицам с сахарным диабетом непрерывно и эффективно контролировать уровень глюкозы в крови с помощью биочувствительных контактных линз.

Постоянный контроль уровня глюкозы полезен для снижения риска возникновения проблем со здоровьем, связанных с сахарным диабетом. Большинство систем непрерывного мониторинга уровня глюкозы требует введения электродов в различные точки под кожей. Процедура может быть болезненной, а электроды — вызывать раздражение и способствовать проникновению инфекции.

Ученые утверждают, что контактные линзы со встроенными биосенсорами могут устранить многие из этих проблем и улучшить соблюдение режима терапии. К тому же, в отличие от электродов под кожей, биосенсоры являются незаметными, что поможет чувствовать себя увереннее при их использовании.

Специалисты изготовили специальный биосенсор, содержащий прозрачные транзисторы и глюкозооксидазу — фермент, окисляющий глюкозу. При введении глюкозы в раствор, в котором находился биосенсор, фермент окислял ее. В результате изменялся рН раствора, что вызывало изменения в электрическом токе, проходящем через транзистор.

Такие электрические изменения могут быть использованы для определения концентрации глюкозы в тканевой жидкости пациента. Но концентрация глюкозы в слезах значительно ниже, чем в крови, поэтому биосенсоры, встроенные в контактные линзы, должны быть на порядок чувствительнее. Для решения этой проблемы ученые разработали сверхчувствительный биосенсор с наноструктурами, способными выявлять глюкозу в концентрации, намного более низкой, чем в слезной жидкости.

Авторы исследования утверждают, что теоретически более 2,5 тыс. биосенсоров могут быть размещены на 1 мм2 поверхности контактных линз. Каждый из них способен измерять отдельный показатель обмена веществ. Когда ученые полностью завершат разработку этой технологии, биосенсоры смогут передавать информацию о здоровье человека на смартфон или другое устройство, оснащенное Wi-Fi или bluetooth-передатчиком.

Новая технология уже используется в катетерах для измерения уровня мочевой кислоты — индикатора работы почек — и может найти применение в ранней диагностике онкологических заболеваний и других тяжелых нарушений здоровья.

По мнению ученых, для разработки контактных линз со встроенным биосенсором понадобится еще немало времени. Не менее года пройдет до того, пока контактные линзы со встроенным биосенсором можно будет протестировать на животных.

По материалам www.sciencedaily.com

Комментарии

Нет комментариев к этому материалу. Прокомментируйте первым

Добавить свой

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Другие статьи раздела


Последние новости и статьи