Носімі біосенсори можуть покращити моніторинг рівня глюкози у людей із діабетом
Розроблений дослідниками з Вашингтонського державного університету біосенсор, що носиться, може покращити бездротовий моніторинг рівня глюкози у людей з діабетом, зробивши його більш економічним, точним і менш інвазивним, ніж існуючі моделі.
Дослідники з Університету штату Вашингтон розробили носій та зручний у використанні датчик, який використовує мікроголки та сенсори для вимірювання рівня цукру в рідині навколо клітин, пропонуючи альтернативу системам безперервного моніторингу рівня глюкози. У статті, опублікованій у журналі Analyst, дослідники змогли точно визначати рівень цукру та передавати інформацію на смартфон у режимі реального часу бездротового зв'язку.
«Нам вдалося посилити сигнал за допомогою нашого нового одноатомного каталізатора і створити датчики, які стали меншими, розумнішими і чутливішими. Це майбутнє і це закладає основу для можливості виявлення інших біомаркерів захворювань в організмі»? - Енні Ду, професор-дослідник Коледжу фармації та фармацевтичних наук Університету штату Вашингтон та співавтор цієї роботи.
Вимірювання рівня глюкози важливе для людей з діабетом, допомагаючи підтримувати здоров'я пацієнтів та запобігаючи ускладненням. Представлені на ринку прилади для безперервного моніторингу рівня глюкози вимагають використання тонких голок для введення, і люди можуть мати подразнення шкіри або висип через хімічні процеси, що відбуваються під шкірою. Крім того, вони не завжди є досить чутливими.
Дослідники використали 3D-друк для створення свого датчика, що робить його відносно недорогим у порівнянні зі звичайними глюкометрами. Датчик використовує насос, що активується кнопкою, і крихітні порожнисті мікроголки для отримання рідини з клітин і тканин під шкірою для проведення аналізу. На відміну від інших глюкометрів, які можуть викликати запалення та біль у місці вимірювання, процес тестування відбувається поза тілом, що знижує потенційну токсичність для пацієнтів.
«Наш підхід набагато безпечніший для клієнтів та користувачів», — сказав Кайян Цю, доцент кафедри машинобудування та матеріалознавства Університету штату Вашингтон та провідний автор цієї роботи.
Довжина порожніх мікроголок становить менше міліметра, на відміну від звичайних голок для моніторингу рівня глюкози, які у кілька разів довші.
"Порожні мікроголки безболісні і мінімально інвазивні, що робить їх медичними пристроями нового покоління", - сказав Цю.
Глюкометр також має високу чутливість, оскільки використовує одноатомний каталізатор і ферментативні реакції, звані нанозимами, для посилення сигналу цукру та вимірювання низьких рівнів біомаркерів.
"Нанозими значно посилюють наш сигнал і дозволяють виявити мінімальну кількість будь-якого біомаркера", - сказав Цю.
Дослідники подали попередню заявку на патент до Управління з інновацій та підприємництва. Вони планують протестувати глюкометри на тваринах та вивчають можливість їх використання з додатковими чи множинними біомаркерами. Прогнозується, що виручка від ринку безперервних глюкометрів у США збільшиться майже вчетверо, з 7,2 млрд доларів у 2024 році до 26,8 млрд доларів у 2033 році.
"Моя мета - зробити передові сенсорні технології більш практичними для повсякденного використання в охороні здоров'я", - сказав Юнхао Фу, співавтор статті та аспірант факультету машинобудування та матеріалознавства. «Мені подобається працювати над проектом, який дозволяє об'єднувати різні технології, щоб ми могли використати їхні сильні сторони».
Джерело: Вашингтонський державний університет