Носимые биосенсоры могут улучшить мониторинг уровня глюкозы у людей с диабетом
Разработанный исследователями из Вашингтонского государственного университета носимый биосенсор может улучшить беспроводной мониторинг уровня глюкозы у людей с диабетом, сделав его более экономичным, точным и менее инвазивным, чем существующие модели.
Исследователи из Университета штата Вашингтон разработали носимый и удобный в использовании датчик, который использует микроиглы и сенсоры для измерения уровня сахара в жидкости вокруг клеток, предлагая альтернативу системам непрерывного мониторинга уровня глюкозы. В статье, опубликованной в журнале Analyst, исследователи смогли точно определять уровень сахара и передавать информацию на смартфон в режиме реального времени по беспроводной связи.
«Нам удалось усилить сигнал с помощью нашего нового одноатомного катализатора и создать датчики, которые стали меньше, умнее и чувствительнее. Это будущее, и это закладывает основу для возможности обнаружения других биомаркеров заболеваний в организме»? - Энни Ду, профессор-исследователь Колледжа фармации и фармацевтических наук Университета штата Вашингтон и соавтор данной работы.
Измерение уровня глюкозы важно для людей с диабетом, помогая поддерживать здоровье пациентов и предотвращая осложнения. Представленные на рынке приборы для непрерывного мониторинга уровня глюкозы требуют использования тонких игл для введения, и у людей может возникнуть раздражение кожи или сыпь из-за химических процессов, происходящих под кожей. Кроме того, они не всегда достаточно чувствительны.
Исследователи использовали 3D-печать для создания своего датчика, что делает его относительно недорогим по сравнению с обычными глюкометрами. Датчик использует насос, активируемый кнопкой, и крошечные полые микроиглы для извлечения жидкости из клеток и тканей под кожей для проведения анализа. В отличие от других глюкометров, которые могут вызывать воспаление и боль в месте измерения, процесс тестирования происходит вне тела, что снижает потенциальную токсичность для пациентов.
«Наш подход гораздо более безопасен для клиентов и пользователей», — сказал Кайян Цю, доцент кафедры машиностроения и материаловедения Университета штата Вашингтон и ведущий автор этой работы.
Длина полых микроигл составляет менее миллиметра, в отличие от обычных игл для мониторинга уровня глюкозы, которые в несколько раз длиннее.
«Полые микроиглы безболезненны и минимально инвазивны, что делает их медицинскими устройствами нового поколения», — сказал Цю.
Глюкометр также обладает высокой чувствительностью, поскольку использует одноатомный катализатор и ферментативные реакции, называемые нанозимами, для усиления сигнала сахара и измерения низких уровней биомаркеров.
«Нанозимы значительно усиливают наш сигнал и позволяют обнаружить минимальное количество любого биомаркера », — сказал Цю.
Исследователи подали предварительную заявку на патент в Управление по инновациям и предпринимательству. Они планируют протестировать глюкометры на животных и изучают возможность их использования с дополнительными или множественными биомаркерами. Прогнозируется, что выручка от рынка непрерывных глюкометров в США увеличится почти в четыре раза, с 7,2 млрд долларов в 2024 году до 26,8 млрд долларов в 2033 году.
«Моя цель — сделать передовые сенсорные технологии более практичными для повседневного использования в здравоохранении», — сказал Юнхао Фу, соавтор статьи и аспирант факультета машиностроения и материаловедения. «Мне нравится работать над проектом, который позволяет объединять различные технологии, чтобы мы могли использовать их сильные стороны».
Источник: Вашингтонский государственный университет