สวมใส่ได้โรคเบาหวานอ่านเหงื่อเพื่อตรวจสอบน้ำตาลกลูโคส, คอร์ติซอและ IL-6

Bioengineers ได้สร้าง biosensor อเนกประสงค์ และทนทานสวมใส่สำหรับโรคเบาหวานการตรวจสอบมาตรการที่ 3 โมเลกุล, รวมทั้งน้ำตาลในเลือด, จากเหงื่อ.

Wearable for Diabetes Monitoring
นักวิจัยได้พัฒนา wearable biosensor วินิจฉัยตรวจสอบสามเชื่อมต่อกัน, สารที่เกี่ยวข้องกับโรคเบาหวาน -- คอร์ติซอ, กลูโคสและ interleukin-6 -- ในเหงื่อ perspired สำหรับไม่เกินหนึ่งสัปดาห์โดยไม่สูญเสียความสมบูรณ์ของสัญญาณ.

คณะนักวิจัยมหาวิทยาลัยเทกซัสดัลลัสได้รับเพิ่มเติมจากเหงื่อที่พวกเขาได้ใส่ลงในเครื่องมือวินิจฉัยที่สวมใส่ได้ที่วัดสามสารประกอบที่เกี่ยวข้องกับโรคเบาหวานในปริมาณโมเลกุลของเหงื่อ ที่การงาน.

“ชนิด 2 โรคเบาหวานมีผลต่อผู้คนจำนวนมาก. ถ้าคุณมีการจัดการ และควบคุมปัญหานี้เรื้อรัง, เครื่องหมายเหล่านี้มีคันโยกที่จะช่วยให้คุณทำเช่นนั้น,” ดร.กล่าวว่า. โกนีส์, ศาสตราจารย์ bioengineering Erik Jonsson วิศวกรรมและวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์. “เราเชื่อว่า เราสร้างสวมใส่ได้วินิจฉัยแรกซึ่งสามารถตรวจสอบสารเหล่านี้สำหรับไม่เกินหนึ่งสัปดาห์, ซึ่งนอกเหนือจากชนิดของจอภาพเดี่ยวที่อยู่ในตลาดวันนี้”

ในการศึกษาตีพิมพ์ในรายงานทางวิทยาศาสตร์ล่าสุด, โกและนำผู้เขียน Dr. Rujute Munje, ศึกษาปริญญาเอก bioengineering, อธิบาย biosensor วินิจฉัยของพวกเขาสวมใส่ที่สามารถตรวจจับสารสามเชื่อมต่อกัน – คอร์ติซอ, กลูโคสและ interleukin-6 – ในเหงื่อ perspired สำหรับไม่เกินหนึ่งสัปดาห์โดยไม่สูญเสียความสมบูรณ์ของสัญญาณ.

“ถ้าคนที่มีความเครียดเรื้อรัง, เพิ่มระดับ cortisol, และความต้านทานอินซูลินผลจะค่อย ๆ ขับระดับน้ำตาลกลูโคสในช่วงปกติ,” โกกล่าวว่า, เซซิล H. และศาสตราจารย์ไอดากรีในระบบชีววิทยาวิทยาศาสตร์. “ซึ่งจุด, หนึ่งอาจกลายเป็นเบาหวานก่อน, ซึ่งสามารถดำเนินการพิมพ์ 2 โรคเบาหวาน, และอื่น ๆ. ที่เกิดขึ้น, ร่างกายของคุณอยู่ภายใต้สภาพของการอักเสบ, เครื่องหมายนี้อักเสบและ, interleukin-6, จะระบุว่า อวัยวะของคุณจะเริ่มได้รับผลกระทบ”

เมื่อเดือนตุลาคม, โกและทีมวิจัยของเธอยืนยันพวกเขาสามารถวัดกลูโคสและ cortisol ในเหงื่อ. ความก้าวหน้าที่สำคัญหลายตั้งแต่นั้นได้อนุญาตให้สร้างการใช้งานจริงเพิ่มเติม, เครื่องมืออเนกประสงค์.

“ต้องการให้ผลิตภัณฑ์มีประโยชน์กว่าสิ่งทิ้งหลังจากใช้เพียงครั้งเดียว,” โกกล่าวว่า. “จึงต้องใช้เฉพาะรอบสิ, ไม่จำนวนมาก. และไม่เพียงพอที่จะตรวจพบก็เป็นสิ่งหนึ่ง. วัดหลายโมเลกุลในลักษณะ combinatorial และติดตามได้ตลอดเวลาทำให้เราบอกเล่าเรื่องราวเกี่ยวกับสุขภาพของคุณ”

ปัจจัยอย่างหนึ่งที่อำนวยความสะดวกความคืบหน้าของอุปกรณ์ของพวกเขาคือ การใช้อุณหภูมิห้องของเหลวไอออนิก (RTIL), เจลที่ทำหน้าที่ในการรักษาเสถียรภาพของสภาพแวดล้อมที่ผิวเซลล์ผิวเพื่อให้สามารถนำมูลค่าต่อสัปดาห์ของรายชั่วโมงอ่านไม่ มีประสิทธิภาพลดลงเมื่อเวลาผ่าน.

“นี้มีอิทธิพลต่อแบบจำลองต้นทุนสำหรับอุปกรณ์อย่างมาก — คุณกำลังซื้อจอภาพที่สี่ต่อเดือนแทน 30; you’re looking at a year’s supply of only about 50,” โกกล่าวว่า. “การ RTIL ยังช่วยให้ตรวจจับการใช้งานได้ดีกับผิวที่แตกต่าง — เนื้อและคุณภาพของผิวเด็กกับผู้สูงอายุผิวได้สร้างความยากลำบากในรุ่นก่อน. ลักษณะของ RTIL ไอออนทำเหมือนใช้มอยซ์เจอไรเซอร์กับผิวหนัง”

ทีมของโกยังกำหนดว่า การวัดไบโอมาร์คเกอร์จะเชื่อถือได้ ด้วยจำนวนเงินเล็ก ๆ ของเหงื่อ — เพียง 1 ถึง 3 microliters, มากน้อยกว่านี้ 25 ถึง 50 ก่อนหน้านี้ เชื่อว่าจำเป็น.

“เราใช้เวลาสามปีหลักฐานที่ผลิตจริง,” โกกล่าวว่า. “ในปริมาณที่ต่ำ, ชื่อโมเลกุลชีวภาพที่แสดงมีความหมาย. เราสามารถทำการวัดเหล่านี้สามในลักษณะต่อเนื่องกับเหงื่อที่น้อย”

โก envisions ว่า เธออุปกรณ์สวมใส่จะประกอบด้วยตัวรับส่งสัญญาณขนาดเล็กจะส่งข้อมูลไปยังโปรแกรมประยุกต์ที่ติดตั้งบนโทรศัพท์มือถือ.

“กับ app ที่เรากำลังสร้าง, คุณจะเพียงแค่กดปุ่มเพื่อขอข้อมูลจากอุปกรณ์,” โกกล่าวว่า. “ถ้าวัดระดับทุกชั่วโมงสัปดาห์เต็ม, ที่ให้ 168 ชั่วโมง’ มูลค่าของข้อมูลสุขภาพของคุณเป็นการเปลี่ยนแปลง”

ที่ความถี่ของการวัดสามารถสร้างภาพที่เป็นประวัติการณ์ของวิธีที่ร่างกายตอบสนองต่อการตัดสินใจบริโภคอาหาร, ไลฟ์สไตล์กิจกรรมและรักษา.

“ท่านสามารถควบคุมเพิ่มเติม และปรับปรุงตนเองดูแลตนเอง,” โกกล่าวว่า. “ผู้ใช้สามารถเรียนรู้การตัดสินใจที่ไม่แข็งแรงจะรับมากขึ้น โดยร่างกายของพวกเขามากกว่าคนอื่น ๆ”

โกได้เน้น “นวัตกรรมประหยัด” ตลอดกระบวนการพัฒนา, การตรวจสอบผลิตภัณฑ์สุดท้ายคือสามารถเข้าถึงคนจำนวนมากที่สุด.

“เราออกแบบผลิตภัณฑ์นี้เพื่อให้สามารถผลิตโดยใช้เทคนิคการเคลือบมาตรฐาน. เราทำให้แน่ใจว่า เราใช้กระบวนการที่จะอนุญาตให้สำหรับการผลิตมวลโดยไม่เพิ่มต้นทุน,” โกกล่าวว่า.

เขาก็จะบอก “ต้นทุนการผลิตของเราจะเทียบกับอะไรอยู่ก็ทำให้แผ่นทดสอบกลูโคสแบบใช้ครั้งเดียว — เป็นเพียง 10 ถึง 15 เซนต์. จะต้องเข้าถึงผู้คนนอกเหนือจากอเมริกาและยุโรป — และแม้แต่ภายในประเทศครั้งแรกของโลก, เราเห็นการเชื่อมโยงระหว่างโรคเบาหวานและความมั่งคั่ง. มันก็ไม่สามารถจะร้อยละขนาดเล็กของคนที่สามารถจ่ายนี้”

โกได้รับแรงบันดาลใจในการแก้ไขปัญหานี้ในส่วน โดยเรื่องราวของเธอเอง.

“เอเชียใต้, เหมือนตัวเอง, มีแนวโน้มโดยทั่วไปโรคเบาหวาน และโรคหลอดเลือดหัวใจ,” โกกล่าวว่า. “ถ้าฉันสามารถตรวจสอบในแต่ละวัน ว่าร่างกายของฉันมีการตอบสนองการบริโภค, และ ขณะที่ผมอายุ, ถ้าผมสามารถปรับไลฟ์สไตล์ของฉันเพื่อให้ผู้อ่านที่จะต้องให้, แล้ว ผมสามารถหน่วงการโรค, ถ้า ไม่ป้องกันทั้งหมด”

สำหรับโก, ผลงานล่าสุดคือ การก้าวกระโดดตอบสนองไปข้างหน้าในสิ่งที่ได้รับกระบวนการห้าปีแล้ว.

“เราได้แก้ปัญหานี้ตั้งแต่ 2012, สามขั้นตอน,” โกกล่าวว่า. “แนวคิดเบื้องต้นสำหรับการรวมระบบระดับเซ็นเซอร์เหล่านี้ทำร่วมกับ EnLiSense LLC, เริ่มต้นที่เน้นไลฟ์สไตล์ตามเซนเซอร์และอุปกรณ์. ในตลาด, ไม่มีอะไรที่ตบบน wearable ที่ใช้เหงื่อ perspired สำหรับการวินิจฉัย. ผมคิดว่าเราอยู่ใกล้. ถ้าเราค้นหาพันธมิตรเหมาะสม, จากนั้นภายใน 12 เดือนหน้าต่าง, เราหวังว่าจะอนุญาตให้ใช้สิทธิเทคโนโลยีของเรา และมีผลิตภัณฑ์แรกของเราในตลาด”

นอกจากโกและ Munje, ช่วยศาสตราจารย์ดร.วิศวกรรมวัสดุ. Sriram Muthukumar และผู้ช่วยวิจัย bioengineering Badrinath นาทยังมีส่วนร่วมกับการทำงานที่ตีพิมพ์ในรายงานทางวิทยาศาสตร์.

แหล่งที่มา: มหาวิทยาลัยเทกซัสดัลลัส
สมุดรายวัน: รายงานทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ
ฟันเดอร์: มหาวิทยาลัยเทกซัสดัลลัส
เครดิตรูปภาพ: มหาวิทยาลัยเทกซัสดัลลัส
บทความที่เกี่ยวข้องกับสมุดรายวัน: กระบวนทัศน์ใหม่ในเหงื่อตาม biosensors วินิจฉัยสวมใส่โดยใช้อุณหภูมิห้องของเหลวไอออนิก (RTILs)

ความคิดเห็นในเรื่องนี้