Комар является причиной большего числа смертей, чем любое другое животное на земле, благодаря своей привычке распространять такие заболевания, как малярия и лихорадка денге. Но изучение кровососущего укола комара может просто помочь ученым спасти жизни людей от риска другого заболевания: диабета.
Связанный контент
- Математик из Массачусетского технологического института разрабатывает алгоритм для лечения диабета
- Строительство бионической поджелудочной железы
- Дешевле сделать тест-полоски из диабета из шелка, чем из бумаги в Индии
Исследователи из Университета Калгари в Канаде разработали «электронный москит», устройство, которое проникает в кожу, как мундштук комара, и извлекает небольшое количество крови из капилляра, чтобы использовать его для анализа глюкозы. Встроенный в ремешок, похожий на часы, электронный москит может быть запрограммирован на автоматическое прокалывание кожи несколько раз в день и анализ результатов, избавляя людей с диабетом от необходимости проверять уровень глюкозы в крови традиционным способом, высовывая палец и вытирая кровь на тест-полоске. Люди с диабетом должны тщательно контролировать уровень сахара в крови; люди с диабетом 1 типа иногда колют пальцы до восьми раз в день.
«Идея состоит в том, чтобы полностью избавиться от уколов пальцами и материально-технического обеспечения уколов пальцами, которые действительно мешают», - говорит Мартин Минчев, старший исследователь проекта. «Для детей, в частности, пожилых людей и слепых, это очень громоздкое упражнение несколько раз в день».
Минчев и его команда работают над электронным москитом уже десять лет. Материал, который они первоначально использовали для привода - часть устройства, которое перемещает иглу, - сделал его большим и громоздким. Но изобретение нового материала, названного сплавом с памятью формы, композитным металлом, который сжимается или расширяется электрическим током, оказалось благом. Небольшое количество сплава с памятью формы может обеспечить сильную силу, которая позволила команде миниатюризировать устройство до его текущего часового размера.
«Он может проникать в кожу с гораздо большей силой, большей управляемостью и минимальным использованием электричества», - говорит Минчев. Плюс, как укус комара, это почти безболезненно.
Визуализация конструкции электронного москита. (Университет Калгари) Текущий прототип состоит из «часового» верха с приводом, аккумулятора, светодиодного дисплея и нескольких других компонентов, с прикрепленным нижним картриджем с иглой и тест-полосками. Хотя текущий прототип помещается на запястье, теоретически устройство может быть закреплено практически в любом месте на теле. Однако перед тем, как устройство будет готово к продаже, будут проблемы. Прямо сейчас, хотя электронный комар может надежно поражать капилляр, он не всегда доставляет достаточно крови на поверхность для тестирования. В этом смысле он действительно похож на комара, который редко оставляет за собой лужу крови на поверхности кожи. Минчев и его команда могли бы оснастить устройство более крупной иглой, но это противоречило бы идее о том, что устройство крошечное и безболезненное. Так что вместо этого они надеются разработать иглу, которая выполняет функцию датчика. Игла проникает в кожу, а датчик будет проверять кровь, пока она еще находится внутри, а затем передавать результаты по беспроводной сети.
«Современные технологии способны сделать это», - говорит Минчев. «Это требует от нас немного больше работы, конечно».
Им также интересно узнать, может ли устройство работать вместе с искусственной поджелудочной железой, устройством, которое непрерывно и автоматически отслеживает уровень глюкозы и выдает инсулин. Первая искусственная поджелудочная железа была одобрена FDA в прошлом году; Минчев и его команда задаются вопросом, можно ли как-то сочетать технологию e-mosquito с новыми моделями для обеспечения лучшего непрерывного мониторинга.
Минчев говорит, что готовый к употреблению электронный комар может появиться на рынке всего через три года, в зависимости от одобрения FDA. Прямо сейчас он оценивает стоимость использования устройства примерно в два раза больше, чем при использовании традиционных уколов пальцем и технологии полоски глюкозы. Но со временем эта стоимость может снизиться, говорит он.
«Я уверен, что после массового производства он станет действительно конкурентоспособным по сравнению с традиционным уколом пальцем», - говорит он.
Устройство, которое помогает людям с диабетом устранять покалывание пальцами, стало для ученых чем-то вроде святого Грааля. Многим людям с диабетом необходимо проверять уровень глюкозы каждые несколько часов, даже во время сна. Говорят, что Apple тайно проводит испытания технико-экономического обоснования оптического датчика, который может неинвазивно измерять уровни глюкозы, пропуская свет через кожу, по сообщениям, вливая в проект сотни миллионов долларов. Google работает над собственным непрерывным монитором глюкозы. Но разработка успешных устройств непрерывного мониторинга глюкозы, инвазивных или нет, является общеизвестно трудным делом. Бывший консультант по диабетической промышленности Джон Л. Смит написал целую книгу о сбоях различных технологий непрерывного мониторинга глюкозы, в которой он описывает крошечные игольчатые технологии, такие как e-mosquito, как «повторяющуюся технологическую тему», которая была пытался много раз за эти годы, но еще не принес плодов.
Ради 1, 25 миллиона американцев, страдающих диабетом 1 типа, мы надеемся, что у электронного комара будет более успешный результат.
