Исследователи Национального института науки и технологии Ульсан (Корея) разработали "умные" контактные линзы, которые способны обеспечивать мониторинг уровня сахара за счет анализа слезной жидкости. Эти мягкие и гибкие линзы могут также быть модифицированы для мониторинга других биомаркеров, использоваться для ввода лекарств или даже применяться в технологиях добавленной или виртуальной реальности.
 |
Информация об этом опубликована в журнале Science Advances.
Идея таких линз уже давно прорабатывается многими компаниями и научными организациями, но до сих пор никто пока не добился результата - созданные ими образцы были или громоздкими, или исключительно хрупкими. Они мешали пользователю видеть или даже могли вызвать повреждение глаза, а для измерения сигнала, получаемого в линзах, требовалось дополнительное и достаточно громоздкое оборудование. Новая разработка смогла все это преодолеть. Это устройство не только мягче и удобнее, чем другие "умные" контактные линзы, но это и первая подобная система, которая использует дисплейный пиксель для мониторинга глюкозы.
Исследователи смогли внедрить три основных компонента в гибкую и прозрачную наноструктуру - сенсор сахара, микросхему для беспроводной передачи энергии и дисплейный пиксель. Пиксель в реальном времени получает данные сенсора, исключая таким образом необходимость во внешнем оборудовании для измерения уровня сахара, и реагирует на нее. Когда система определяет, что уровень глюкозы вышел за пределы определенных границ, этот пиксель отключается, сигнализируя таким образом пользователю об этом.
Питание поступает в линзы через металлическую нановолоконную антенну, которая получает его от близлежащего источника питания. Это единственный существенный недостаток - низкая проводимость антенны означает, что вы не можете просто расположить источник питания там, где это удобно.
Эти контактные линзы, которые уже успешно показали себя при тестировании на животных, могут использоваться для мониторинга уровня сахара у диабетиков. Кроме того, их могут применять и люди с предиабетом, позволяя им также следить за уровнем сахара.
Новая технология может быть применена и для мониторинга других показателей здоровья, таких как давление крови, температура тела или уровень холестерина.
Коммерческая версия этих линз появится, по предположениям корейских ученых, примерно через 5 лет.
***********************************************************************************************************************************************
Контактные линзы измеряют уровень сахара
Линза-глюкометр измеряет концентрацию глюкозы в слезной жидкости, посылая световой импульс, если уровень сахара оказывается слишком высоким.
Подробнее см.: https://www.nkj.ru/news/33089/ (Наука и жизнь, Контактные линзы измеряют уровень сахара)
Больные диабетом должны регулярно измерять уровень глюкозы в крови. Раньше для этого нужно было идти и сдавать кровь врачу, сейчас у нас есть портативные и очень удобные глюкометры, с помощью которых уровень сахара можно измерить в любое время дня и ночи. Однако даже с самыми современными и удобными глюкометрами нужно все равно колоть себе палец.
Исследователи из Национального института науки и технологий Ульсана (UNIST) в Южной Корее разработали прибор, который позволяет обойтись без уколов – они совместили глюкометр с контактными линзами. Уровень глюкозы можно отслеживать и по слезам, и данные от такой контактной линзы можно передавать беспроводным путем на прибор, который можно держать в кармане.
Идея сделать такой глазной глюкометр родилась не так уж недавно, однако была проблема в электронных схемах, которые нужно было разместить в линзе: из-за электронной начинки линза становилась жесткой и очень неудобно сидела на глазу, сама электроника была хрупкой и могла легко сломаться при манипуляциях с линзой, наконец, такая умная линза просто плохо пропускала свет.
Но, как водится, новейшие достижения в материаловедении и нанотехнологиях помогли эти трудности преодолеть. В статье в Science Advances описаны мягкие линзы с гибкими микросхемами, которые в реальном времени измеряют уровень глюкозы в слезной жидкости. Если глюкозы оказывается слишком много, светодиодный дисплей в линзе начинает светиться, причем его можно настраивать, чтобы он светился либо в глаз, либо наружу. Кроме светодиодного дисплея в линзу можно вставить антенну, которая будет передавать информацию об уровне глюкозы на специальное устройство.
Линзы-глюкометры испытали пока только на кроликах, и, судя по кроликам, никаких неудобств они им не доставили. Правда, здесь остаются вопросы, связанные с точностью измерения. Как пишет портал LiveScience, уровень глюкозы в слезной жидкости заметно варьирует относительно уровня глюкозы в крови; например, если у человека, например, аллергия, из-за которой глаза постоянно на мокром месте, то уровень глюкозы у него в слезах будет явно занижен.
Однако, как полагают авторы работы, в пользу линз говорит то, что они, в отличие от всех прочих глюкометров, измеряют уровень сахара непрерывно, и благодаря этому, то есть благодаря большому количеству измерений, изменчивость «слезных» данных можно привести к реальному значению.
Источник: https://www.nkj.ru/news/33089/
Обсуждения