Больным сахарным диабетом необходимо следить за содержанием глюкозы в крови с помощью глюкометров. Эта процедура неприятна и болезненна, так как требует регулярно использовать иглы для прокалывания кожи на кончиках пальцев. Из-за необходимости регулярно делать уколы пациенты могут откладывать измерения сахара в крови, из-за чего сложно вовремя заметить критический уровень.
В отличие от лабораторных тестов, глюкометры также допускают погрешность в измерениях порядка 20%, точность их показаний зависит от температуры, влажности, давления окружающей среды и других параметров. Этой погрешности достаточно для понижения риска развития диабетических осложнений, но компании работают над созданием более точных устройств, которые позволят безболезненно проконтролировать уровень глюкозы в организме.
Технологические решения варьируются от специальных чернил для татуировок до контактных линз. Большую популярность набирают глюкометры в виде умных пластырей. Подобные изобретения мониторят содержание глюкозы в различных тканевых жидкостях: межклеточном веществе, поте, слезах.
Корейская разработка с микроиглами
Учёные из Института фундаментальных наук в Сеуле создали подобный умный стикер, покрытый сенсорами из графена. Этот материал уникален, его толщина – всего один атом углерода, он отличается особой прочностью, гибкостью и повышенной чувствительностью к биологическим веществам. Система датчиков из графена, обогащённого золотом и окружённого тонкой золотой сеткой, способна обеспечить автоматический мониторинг состояния пациента.
Пластырь впитывает выделяющийся пот и оценивает его кислотность и температуру. Если регистрируется повышенный уровень сахара, слой пластыря растворяется и открывает доступ микроскопическим иглам длиной в 1 мм, которые вводят под кожу инъекцию метформина сахароснижающего вещества.
Изобретение прошло успешные клинические испытания на мышах. Правда, больным с высоким содержанием глюкозы требуется большая доза метформина, которую сложно ввести с помощью компактного пластыря.
Английские неинвазивные аналоги
Nemaura Medical изобрели электрический датчик, который крепится с помощью одноразового пластыря к участку кожи. Для калибровки устройства нужно делать прокол кожи один раз в сутки, электронный датчик собирает информацию об уровне сахара каждые 5 минут и передаёт их приложению на смартфоне или смарт-браслете. Все данные могут автоматически отправляться лечащему врачу.
Учёные из Университета Бата разработали инновационный пластырь для контроля за уровнем глюкозы без игл, анализа крови и прочих неудобств. Пластырь наклеивается на участок кожи, плотно покрытый волосами. Датчики на его поверхности создают электрическое поле, под воздействием которого порция тканевой жидкости в верхних слоях кожи выкачивается через волосяные фолликулы. Эта жидкость по составу похожа на плазму и служит межклеточным веществом для организма, доставляет в клетки питательные вещества и выводит их отходы. Капля попадает в гидрогелевую камеру, в которой содержится глюкооксидаза, вступающая в реакцию с глюкозой и образующая пероксид водорода. Встроенный сенсор на основе графеновой плёнки и наночастиц платины обнаруживает пероксид углерода и измеряет уровень сахара. Графен используется и здесь в качестве прочного и гибкого проводника.
Создатели уверяют, что специфическая конструкция пластыря позволяет ему работать без калибровки. Исследователи испытали эффективность неинвазивного глюкометра на свиньях, чья кожа схожа с человеческой, а также на здоровых людях. Сейчас пластырь может проверять уровень глюкозы каждые 10 минут в течение 6 часов.
Специалисты надеются оптимизировать пластырь, увеличив плотность датчиков на его поверхности, а также повысив количество замеров крови до 100 раз в сутки. Возможно, после коммерциализации пластырь сможет передавать данные о состоянии здоровья в приложение на смартфоне или на смарт-браслет.
По словам Аделины Или, одного из разработчиков инновационной технологии, пока трудно спрогнозировать, сколько будет стоить подобный пластырь. Учёные рассчитывают, что новый глюкометр будет запущен в производство уже через пару лет.
