Biosensor-udstyrede briller kunne overvåge diabetes gennem tårer

Brasilianske og amerikanske forskere har udviklet en briller-baseret biosensor stand til at måle blodsukkerniveauet gennem en persons tårer, der tilbyder en mindre invasiv test for diabetikere.

Glucose niveauer skal overvåges hyppigt hos mennesker med diabetes, en sygdom, der påvirker 62.000.000 mennesker i Amerika og 380.000.000 på verdensplan.

Ifølge Verdenssundhedsorganisationen (WHO), diabetes har været stigende alarmerende i de seneste årtier — med den hurtigste stigning i lav-og mellemindkomstlande — og kunne påvirke 580.000.000 mennesker af 2035.

Mange mennesker med sygdommen bruger en bærbar glycosometer til at måle blodsukkerniveauet ved at prikkende deres fingerspidser for at få en blodprøve. Processen, som kan gentages flere gange om dagen, kan være smertefuld og indebærer en risiko for infektion.

Den brasilianske biosensor kan identificere et enzym kaldet glucoseoxidase — der anvendes i vid udstrækning til at detektere frit glukose i kropsvæsker — i tårer, hvilket eliminerer behovet for finger stikning. Det kan også måle blodsukker, vitamin-og alkohol niveauer.

Biosensorer er i stand til at måle biologiske eller kemiske reaktioner og generere et signal proportional med koncentrationen af et bestemt stof. De bliver i stigende grad designet og brugt til at fremskynde laboratorietest resultater, overvåge sundhedsforhold, og diagnosticere og forebygge sygdomme, selv i nogle udviklingslande som Brasilien.

Forskere fra universitetet i São Paulos São Carlos fysik Institut, sammen med videnskabsfolk fra University of Californiens Department of Nanoengineering, i San Diego, immobiliseret enzymet på en elektrode koblet til et kredsløb med en konstant strøm af elektroner, og derefter installeret enheden på næse puden af par briller. Brugeren skal producere tårer ved at udsætte deres øjne for et øjen følsomt stof, der stimulerer tåre kirtel.

Da Tårerne kommer i kontakt med glucoseoxidase, det ændrer strømmen af elektroner, producerer et signal, der er registreret og behandlet af enheden installeret i armen af briller, som sender resultaterne i realtid til en computer eller smartphone.

Laís Canniatti Brazaca, en læge og forsker ved São Carlos Chemistry Institute og en af forfatterne af undersøgelsen offentliggjort i biosensorer og bioelektronik, fortalte SciDev.Net: “koncentrationerne af forskellige metabolitter i tårer afspejler samtidige blod niveauer, hvilket gør dem til et attraktivt medium for ikke-invasiv overvågning af fysiologiske parametre. “

Bortset fra at være Smertefri, biosensor kunne “mindske infektioner risiko i mennesker, der ofte bruger glycosometre”, Brazaca tilføjet.

Hun sagde, at enheden også kunne måle niveauer af vitaminer og alkohol i blodet ved “blot at ændre den koblede elektrode fastgjort på briller ‘ næsepuder”.

Ved at bruge den samme tilgang, et team af forskere fra State University of São Paulo Chemical Institute har skabt en biosensor i stand til at detektere og kvantificere biomarkør proteiner til klinisk diagnose af forsømte sygdomme og kroniske degenerative sygdomme, såsom som visse typer af kræft.

Paulo Roberto Bueno, en materiale ingeniør ved State University of São Paulo Chemical Institute sagde: “ideen er at gennemføre eksamen ved hjælp af blot en dråbe blod på enheden.”

Denne enkle tilgang kunne forbedre diagnosticering af sygdomme af medicinske fagfolk, eller af patienter selv derhjemme, hjulpet af kunstig intelligens software.

Forskerne forventer at kommercialisere den nye enhed inden for tre år. I tilfælde af briller-baserede biosensor, er der ingen prognose endnu for enheden at nå markedet.

Cleverton Pirich, en biokemiker ved Paraná Federal University, Brasilien, sagde, at selv om fordelene ved biosensorer til forbedring af livskvaliteten og menneskers sundhed længe har været kendt, er der stadig en lang vej forude, indtil disse anordninger er produceret og markedsført på en stor skala i lande som Brasilien.

Men, han argumenterer disse anordninger har stort potentiale i diagnosticering og forebyggelse oversete sygdomme i udviklingslandene eller endda genetiske lidelser, der kan diagnosticeres kort efter eller endda før fødslen

“Stigende offentlige og private investeringer i innovative forskningsprojekter på dette område ville være den vigtigste måde at fremskynde alle disse processer,” tilføjer han.

Denne artikel skrevet af Rodrigo de Oliveira Andrade blev produceret af SciDev .net s latin og amerikanske og caribiske skrivebord og redigeret for klarhed. Undersøgelsen offentliggjort i biosensorer og Bioelectronics blev støttet af FAPESP, en donor af SciDev.Net.