Носимая "лаборатория на коже" непрерывно контролирует уровень сахара, алкоголя и лактата

Носимая "лаборатория на коже" непрерывно контролирует уровень сахара, алкоголя и лактата

18 May 2022
676
Прослушать

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) разработали прототип носимого устройства, которое может одновременно в режиме реального времени отслеживать несколько показателей здоровья - уровень глюкозы, алкоголя и лактата.

Многозадачное миниатюрное устройство закрепляется на коже с помощью липучки, похожей на пластырь с микроскопическими иглами, толщина каждой из которых составляет примерно одну пятую толщины человеческого волоса. Носить устройство не больно - микроиглы едва проникают через поверхность кожи, чтобы производить измерения в интерстициальной жидкости, окружающей клетки под кожей. Устройство можно носить на верхней части руки, и оно передает данные по беспроводной связи в специальное приложение для смартфона.

Информация об этой разработке была опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.

Большинство мониторов здоровья, таких как непрерывные мониторы уровня сахара для пациентов с диабетом, измеряют только один параметр. По словам исследователей, проблема в том, что при этом упускается информация, которая может помочь, например, людям с диабетом более эффективно управлять своим заболеванием. Мониторинг уровня алкоголя полезен, поскольку употребление алкоголя снижает уровень глюкозы в крови. Знание обоих показателей может помочь людям с диабетом предотвратить слишком низкий уровень сахара после приема алкоголя. Добавление информации о лактате, который можно отслеживать во время физических упражнений как биомаркер мышечной усталости, также полезно, поскольку физическая активность влияет на способность организма регулировать уровень сахара в крови.

Носимый прибор состоит из патча с микроиглами, соединенного с корпусом электроники. Различные ферменты на кончиках микроигл реагируют с глюкозой, алкоголем и лактатом в интерстициальной жидкости. Эти реакции генерируют небольшие электрические токи, которые анализируются электронными датчиками и передаются по беспроводной связи в приложение. Результаты в режиме реального времени отображаются на смартфоне.

Преимущество использования микроигл заключается в том, что они берут пробы непосредственно из интерстициальной жидкости, а исследования показали, что уровни биохимических веществ, измеренные в этой жидкости, хорошо коррелируют с уровнями в крови.

Патч с микроиглами, который является одноразовым, можно отсоединить от электронного корпуса для легкой замены. В электронном корпусе, который является многоразовым, размещаются аккумулятор, электронные датчики, беспроводной передатчик и другие электронные компоненты. Устройство можно заряжать на любой беспроводной зарядной панели, используемой для телефонов и смарт-часов.

При тестировании показатели глюкозы, алкоголя и лактата, полученные с помощью устройства, точно совпали с показателями, полученными в лаборатории с помощью коммерческого монитора уровня глюкозы в крови, алкотестера и анализа лактата в крови.