Ученые создали гибкий пластырь, который измеряет уровень глюкозы по поту

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая разработали гибкую носимую систему, которая определяет уровень глюкозы в поте и передает результаты на смартфон. В будущем такую технологию можно будет использовать в персонализированной медицине и спортивной диагностике.

Сегодня для контроля уровня глюкозы чаще всего используют анализ крови. Такой подход позволяет получить точный результат, но требует прокола пальца или применения специальных датчиков, которые устанавливают на кожу. Ученые давно ищут способы контролировать разные показатели здоровья без забора биологических жидкостей. Один из перспективных вариантов — анализ пота.

В поте содержится множество веществ, которые могут отражать процессы, происходящие в организме. Среди них есть и глюкоза. Однако ее концентрация в поте значительно ниже, чем в крови, поэтому создать чувствительный и одновременно надежный сенсор непросто. Кроме того, состав пота включает множество других соединений, которые потенциально могут мешать измерениям.

Авторы новой разработки создали материал на основе углеродных нанотрубок и проводящей сетки из двумерного никелевого металлоорганического каркаса. Такой сенсор может обнаружить глюкозу в образце пота примерно за пять секунд. По данным исследователей, устройство не реагирует на другие вещества, которые могут присутствовать в поте и влиять на точность результата.

Еще одна особенность разработки — автономное питание. Обычно носимая система состоит как минимум из двух отдельных частей: сенсора, который проводит измерения, и источника энергии. Такую конструкцию не очень удобно носить постоянно. В новой системе ученые объединили сенсор с гибким накопителем энергии, модулем управления питанием и системой беспроводной передачи данных. Испытания показали, что система сохраняет работоспособность после 15 тысяч циклов зарядки и разрядки. Кроме того, устройство продолжало работать после многократных изгибов.

Исследователи проверили работу всей системы с участием добровольца. Устройство закрепили на коже, после чего участник в течение 40 минут выполнял физические упражнения. Полученные данные пластырь передавал на смартфон через Bluetooth. Результаты нового сенсора совпали с данными стандартного устройства, сообщили в Томском политехническом университете.

Ученые рассматривают несколько возможных направлений применения технологии. В спортивной медицине подобные сенсоры могут помочь следить за изменениями обмена веществ во время тренировок и оценивать реакцию организма на физическую нагрузку. В персонализированной медицине технология потенциально может дать возможность регулярно отслеживать биомаркеры без постоянного забора крови.

Однако анализ глюкозы в поте не следует напрямую считать полноценной заменой измерению глюкозы в крови: концентрация вещества в этих биологических жидкостях различается. На на состав пота влияют физическая нагрузка, температура окружающей среды, скорость потоотделения и другие факторы. Поэтому новая система пока остается перспективной экспериментальной технологией, а не готовым медицинским устройством для диагностики или лечения диабета.

Фото: andreypopov @123RF.com