- Команда во главе с профессором Бён Ён Чжэ из UNIST разработала имплантируемую систему измерения уровня глюкозы в крови
Профессор Бён Ён Чжэ (в центре) показывает устройство, разработанное исследовательской группой [Предоставлено UNIST]
[HERALD BUSINESS = корреспондент Ку Бон Хёк] Южнокорейские ученые представили новую технологию, позволяющую безболезненно измерять уровень сахара в крови. Технология измеряет изменения уровня сахара в крови с помощью вставленного в кожу измерительного устройства и электромагнитных волн, что позволяет использовать его долгое время и обеспечивает высокую точность. Она привлекает внимание как прорывная технология, позволяющая уменьшить боль у пациентов с диабетом, которые несколько раз в день приходится прокалывать кожу иглой для измерения уровня сахара в крови.
Команда во главе с профессором Бён Ён Чжэ из факультета электротехники и электронной инженерии Ульсанского института науки и технологий (UNIST) разработала «имплантируемую систему измерения уровня глюкозы в крови на основе электромагнитных волн», которая измеряет уровень сахара в крови без взятия крови. Датчики системы имеют примерно одну пятую размера ватной палочки и обнаруживают изменения уровня сахара в тканевой жидкости – жидкости, которая заполняет пространство между клетками кожи. Она не только преодолела короткий период использования, который является недостатком существующего устройства для непрерывного измерения уровня глюкозы в крови, но и, скорее всего, будет коммерциализирована из-за ее высокой точности отражения уровня сахара в крови.
Диабет — это заболевание, при котором уровень сахара в крови натощак поддерживается на уровне выше 126 мг/дл, что выше нормы (100 мг/дл). Больные сахарным диабетом должны поддерживать нормальный уровень глюкозы, контролируя свое питание, поэтому они несколько раз в день прокалывают кончики пальцев иголками, чтобы взять кровь и проверить уровень сахара в крови. Каждый день более 400 миллионов больных диабетом во всем мире страдают от боли и неудобств, связанных со взятием крови.
В качестве альтернативы была разработана технология измерения уровня глюкозы в крови, основанная на ферментах или флуоресценции. Метод на основе ферментов, который измеряет электроны (токи), высвобождаемые при превращении перекиси водорода, образующейся при реакции глюкозы в крови с глюкозооксидазой, в кислород, не требует забора крови. Однако его точность снижается со временем из-за короткой продолжительности действия фермента. Что касается флуоресцентного метода, который основывается на том факте, что при изменении уровня глюкозы в крови изменяется и длина волны, реагирующей на свет, количество испускаемого света со временем уменьшается, что приводит к снижению точности.
Команда во главе с профессором Бён Ён Чжэ создала имплантируемую систему измерения уровня глюкозы в крови с использованием электромагнитных волн, которая не имеет ограничения в сроке службы. Она удобна тем, что ее не нужно заменять каждую неделю, как датчик на основе ферментов, а стоимость единицы непрерывного измерения уровня глюкозы в крови (CGMS) может быть значительно снижена. Ожидается, что данная технология повысит уровень проникновения CGMS, который в настоящее время составляет всего лишь 5%.
Испытание системы путем пероральной нагрузки собаки глюкозом [Предоставлено UNIST]
Причем новоразработанная система является имплантируемой, то есть вводится в подкожный жир путем разреза кожи. Это помогает повысить точность измерения уровня сахара в крови, поскольку на систему не могут влиять внешние условия, такие как температура, влажность и движение. Датчик имеет продольную длину в 30 мм и длину окружности в 4 мм, и покрыт материалом на основе полиолефина с превосходной биосовместимостью.
Датчик отражает изменения уникальной диэлектрической проницаемости сахара в крови с помощью электромагнитных волн. Когда датчик приводится в действие, область электромагнитных волн, генерируемых вокруг него, фиксирует изменение диэлектрической проницаемости.
Исследователи прикрепили систему к телу животного, чтобы проверить ее способность в части измерения уровня сахара в крови. В результате было установлено, что, когда глюкозу вводили непосредственно в вену или в рот с последующим перевариванием, как уровень сахара в крови, так и частота, показывали определенную корреляцию.
«Новоразработанное устройство использует электромагнитные волны, которые не испытывают снижение работоспособности с течением времени, что значительно увеличивает срок службы. В будущем мы планируем сделать систему непрерывного измерения уровня глюкозы в крови – например, внедрив внутри датчика чип, объединяющий всю систему воедино" – сказал профессор Бён Ён Чжэ.
Исследование проведено в сотрудничестве со стартапом SB Solution, которого основали сотрудники UNIST, а его результаты опубликованы в международном научном журнале Scientific Report.
nbgkoo@heraldcorp.com
Comments