211service.com
Tatuaż monitorujący glukozę
To współczesna medyczna wariacja na temat starożytnej sztuki. Naukowcy z Draper Laboratory w Cambridge w stanie Massachusetts opracowują nanoczujnik, który można wstrzyknąć w skórę, podobnie jak barwnik do tatuażu, w celu monitorowania poziomu cukru we krwi. Wraz ze wzrostem poziomu glukozy tatuaż będzie fluoryzował w świetle podczerwonym, informując cukrzycę, czy potrzebuje zastrzyku insuliny po posiłku. Naukowcy przetestowali już wersję urządzenia wykrywającą sód na myszach, a wkrótce rozpoczną testy czujnika specyficznego dla glukozy na zwierzętach.
Wyczuwanie sodu: Ta komórka świeci na czerwono, ponieważ wstrzyknięto jej nanoczujniki, które fluoryzują w obecności sodu.
Najbardziej niezawodnym sposobem pomiaru poziomu cukru we krwi jest nakłucie palca w celu pobrania niewielkiej próbki krwi i użycie pasków testowych zawierających enzymy do wykrywania glukozy. Próbując uwolnić diabetyków od tego czasochłonnego i kosztownego reżimu, opracowywane są nowe technologie wykrywania glukozy, od wszczepianych urządzeń, które stale monitorują poziom cukru we krwi i dozują insulinę, po nieinwazyjne czujniki wykrywające glukozę przez skórę za pomocą podczerwieni. światło.
Heather Clark a jej koledzy opracowują coś zaprojektowanego do działania pomiędzy tymi dwoma skrajnościami. Materiał składa się z 120-nanometrowych kulek polimerowych pokrytych biokompatybilnym materiałem. W każdej kulce znajduje się barwnik fluorescencyjny i wyspecjalizowane cząsteczki czujnika, przeznaczone do wykrywania określonych substancji chemicznych, takich jak sód czy glukoza.
Po wstrzyknięciu do skóry cząsteczka czujnika wciąga docelową substancję chemiczną – powiedzmy sód – do polimeru z płynu śródmiąższowego, który otacza komórki. Aby skompensować nowo nabyty ładunek dodatni jonu sodu, cząsteczka barwnika uwalnia jon dodatni, powodując fluorescencję cząsteczki. Poziom fluorescencji wzrasta wraz ze stężeniem celu chemicznego. Naukowcy mogą wymieniać się różnymi cząsteczkami rozpoznającymi, aby mierzyć różne cele, w tym chlorek, wapń i glukozę. Zakres stężeń wykrywanych przez czujnik można zmieniać, zmieniając proporcje składników, w zależności od tego, czy ważny jest dokładny pomiar stężeń, czy też szersza zmienność.
Czujnik sodu, który pewnego dnia może być używany do monitorowania odwodnienia, wykazał wczesne sukcesy u zwierząt. Po wstrzyknięciu w skórę gryzoni kulki pozostają na swoim miejscu i fluoryzują w odpowiedzi na wstrzyknięcia soli fizjologicznej. Naukowcy opracowali czujnik glukozy, który działa w podobnym mechanizmie. Wykazano, że działa w roztworze, ale nie został jeszcze przetestowany na zwierzętach.
Clark przewiduje, że w dłuższej perspektywie czujnik zostanie wstrzyknięty w powierzchniowe warstwy skóry, płytszy niż tusze do tatuażu, tak aby z czasem się złuszczał. Monitor fluorescencyjny, przypominający mysz optyczną, byłby następnie używany do pomiaru światła emitowanego przez tatuaż, a czujnik byłby okresowo ponownie wstrzykiwany.
Jest wyjątkowy, ponieważ nie ma żadnych elementów, które można by zużyć, mówi Clark. Na przykład paski do pomiaru glukozy wykorzystują enzym do wykrywania glukozy, która musi być stale wymieniana. Inne monitory, nawet nanoczujniki, mają ograniczoną żywotność, co utrudnia ich implantację.
Jednak naukowcy mają jeszcze długą drogę do przebycia, zanim czujnik będzie gotowy do testów na ludziach. Chociaż koraliki nie wydawały się wywoływać reakcji immunologicznej we wstępnych testach na zwierzętach, konieczne jest przeprowadzenie dalszych badań, mówi Clark. Ocena odpowiedzi immunologicznej jest szczególnie ważna, ponieważ może zmienić lokalne stężenie glukozy, mówi George Wilson , chemik na Uniwersytecie Kansas w Lawrence. Na przykład makrofagi [rodzaj komórki odpornościowej] jedzą glukozę, mówi. Wilson ostrzega również, że wiele czynników może wpływać na naturalną fluorescencję skóry, w tym kolor skóry i wiek.