"Умные" контактные линзы как инструмент измерения уровня кортизола

"Умные" контактные линзы как инструмент измерения уровня кортизола

26 Jul 2020
34
Прослушать

Недавно разработанная "умная" контактная линза может быть использована для измерения уровня гормонального кортизола в слезах человека, что может быть полезно при таких расстройствах, как болезнь Иценко-Кушинга.

Новый прибор был описан в публикации в журнале Science Advances.

Кортизол - это биологически активный гормон стероидной природы, вырабатываемый надпочечниками, который ассоциируется со стрессом, а также другими жизненными процессами: давлением крови, метаболизмом, воспалением и т.п. Он важен для регулирования многочисленных процессов во всем организме. Дисрегулированные уровни кортизола могут причинить проблемы - например, болезнь Иценко-Кушинга вызвана слишком высоким уровнем кортизола, в то время как болезнь Аддисона характеризуется слишком низким уровнем кортизола.

Существует множество методов проверки уровня кортизола в различных жидкостях - крови, моче, слезах и т.д. Однако биологически активный кортизол не стабилен при комнатной температуре, поэтому принятие мер в отношении жидкостей, которые собираются и хранятся в течение любого периода времени, может привести к неточностям.

Альтернативной стратегией было бы наличие носимого устройства, которое могло бы измерять уровень кортизола в организме в режиме реального времени. Несмотря на то, что некоторые из таких стратегий были опробованы - например, один из ранее разработанных датчиков, которые можно носить, измеряет уровень кортизола в поту, - они часто предполагают использование громоздкого оборудования, что ограничивает их использование. В свое время мы писали о носимом устройстве в виде патча, который обеспечивает непрерывный мониторинг гормона неинвазивным путем, используя анализ пота, но пока эта разработка находится на стадии прототипа.

Поскольку хорошо известно, что уровень кортизола можно измерять в слезах, то для активного контроля этого параметра корейские ученые из Национального института науки и технологии в Ульсане попробовали использовать "умные" контактные линзы, работающие вместе со смартфоном.

Эта "умная", мягкая контактная линза состоит из сенсора кортизола, беспроводной антенны, конденсаторов, резисторов и интегральных микросхем, которые используют растягивающиеся соединения, не мешая взгляду владельца.

Сами линзы были разработаны таким образом, чтобы обеспечить комфорт при их использовании, а также чтобы не создавать препятствий для зрения пользователя.

Ученые продемонстрировали, что их контактные линзы способны точно измерять концентрации кортизола вплоть до 10 пг/мл (0,01 нг/мл). Обычно уровень кортизола в слезах колеблется от 1 до 40 нанометров на миллилитр (нг/мл).

Тесты показали, что линзу можно реально носить и использовать для сбора данных. Дополнительные эксперименты показали, что сама линза не будет токсична для человеческих клеток.

* Болезнь Иценко-Кушинга – нейроэндокринное расстройство, развивающееся вследствие поражения гипоталамо-гипофизарной системы, гиперсекреции кортикотропина и вторичной гиперфункции коры надпочечников.