https://frosthead.com

Устройство за мониторинг на кръвта, вдъхновено от комарите

Комарът е отговорен за повече смъртни случаи, отколкото всяко друго животно на земята, благодарение на навика си да разпространява болести като малария и треска от денга. Но изучаването на кръвосмучещия комар на комара може просто да помогне на учените да спасят животите в риск от друго заболяване: диабет.

Свързано съдържание

  • Математикът MIT разработва алгоритъм за подпомагане на лечението на диабет
  • Изграждане на бионичен панкреас
  • По-евтино е да се правят тест ленти за диабет от коприна, отколкото от хартия в Индия

Изследователи от университета в Калгари в Канада са разработили „е-комар“ - устройство, което пробива кожата като устата на комар и извлича малко количество кръв от капиляр, което да се използва за изследване на глюкоза. Вграден в лента, наподобяваща часовник, електронният комар може да бъде програмиран така, че автоматично да убожда кожата няколко пъти на ден и да анализира резултатите, като освобождава хората с диабет от необходимостта да тестват кръвната си глюкоза по традиционния начин, като залепват пръста си и избърсване на кръвта върху тест лента. Хората с диабет трябва внимателно да следят нивата на кръвната си захар; хората с диабет тип 1 понякога убождат пръстите си до осем пъти на ден.

„Идеята е да се отървете изцяло от убождане от пръсти и логистиката около убождането на пръстите, които наистина са притеснителни“, казва Мартин Минчев, старши изследовател по проекта. "За децата, по-специално, за възрастните хора и слепите хора, това е много тромаво упражнение няколко пъти на ден."

Минчев и неговият екип работят над електронния комар от десетилетие. Материалът, който първоначално са използвали за задвижването - частта на устройството, която движи иглата, го направи голям и обемен. Но изобретяването на нов материал, наречен сплав на паметта на формата, композитен метал, който се свива или разширява с електрически ток, се оказа предимство. Малко количество сплав на паметта на формата може да осигури силна сила, което позволи на екипа да миниатюризира устройството до сегашния му размер като часовник.

„Той може да проникне в кожата с много по-голяма сила и по-голяма контролируемост и минимална употреба на електричество“, казва Минчев. Плюс това, като ухапване от комар е почти безболезнено.

emosquito.jpg Представяне на конструкцията на електронния комар. (Университет в Калгари)

Настоящият прототип се състои от часовник отгоре с задвижването, батерия и LED дисплей и няколко други компоненти, с прикрепен долен патрон с иглата и тест лентите. Въпреки че настоящият прототип пасва на китката, на теория устройството би могло да се привърже почти навсякъде по тялото. Въпреки това ще има предизвикателства, преди устройството да е готово за пазара. В момента, докато електронният комар може надеждно да удари капиляр, той не винаги извежда достатъчно кръв на повърхността за тестване. В този смисъл той наистина е подобен на комар, който рядко оставя след себе си локва кръв по повърхността на кожата. Минчев и неговият екип биха могли да екипират устройството с по-голяма игла, но това би победило идеята устройството да е мъничко и безболезнено. Така че те се надяват вместо това да разработят игла, която се удвоява като сензор. Иглата ще проникне в кожата и сензорът ще провери кръвта, докато все още е вградена, след което ще предава резултатите безжично.

„Днес технологията има способността да прави това“, казва Минчев. "Това изисква малко повече работа от нас, разбира се."

Те също се интересуват от това дали устройството може да работи заедно с изкуствен панкреас - устройство, което непрекъснато и автоматично следи нивата на глюкоза и доставя инсулин. Първият изкуствен панкреас беше одобрен от FDA миналата година; Минчев и неговият екип се чудят дали технологията за електронни комари по някакъв начин би могла да се комбинира с по-нови модели, за да се осигури по-добро непрекъснато наблюдение.

Минчев казва, че е-комар, готов за потребителите, може да се появи на пазара след едва три години, в зависимост от одобрението на FDA. В момента той оценява разходите за използване на устройството като около два пъти повече от използването на традиционната технология за набождане на пръсти и глюкозна лента. Но с времето тази цена може да намалее, казва той.

„Сигурен съм, че когато се произвежда масово, той ще стане наистина конкурентен на традиционните убождания с пръсти“, казва той.

Устройство, което помага на хората с диабет да премахнат убождането на пръсти, е било нещо от свещен граал за учените. Много хора с диабет трябва да тестват глюкозата си на всеки няколко часа, дори по време на сън. Твърди се, че Apple тайно провежда изпитвания за осъществимост на оптичен сензор, който може да измерва нивата на глюкозата неинвазивно, като блести светлина през кожата, като се съобщава, че налива стотици милиони долари в проекта. Google работи върху собствен монитор за непрекъснат глюкоза. Но разработването на успешни устройства за непрекъснат мониторинг на глюкозата, инвазивни или не, е не особено трудно начинание. Бивш консултант в областта на диабетната индустрия, Джон Л. Смит, написа цяла книга за неуспехите на различни технологии за непрекъснат мониторинг на глюкозата, в която той описва малки иглични технологии като е-комар като „[a] повтаряща се технологична тема“, която е била опитал много пъти през годините, но все още не е дал плод.

Заради 1, 25 милиона американци с диабет тип 1, тук се надяваме електронният комар да има по-успешен резултат.

Устройство за мониторинг на кръвта, вдъхновено от комарите