Контактные линзы для диабетиков

Сенсор глюкозы в контактных линзах будет питаться слезами

ChemPort.Ru по материалам RSC: Glucose-sensing contact lens could run on power of tears

Возможно, что когда-нибудь пациенты, страдающие от диабета, смогут определить уровень глюкозы в крови не за счет регулярных болезненных уколов, а с помощью бионических контактных линз. Исследователи разработали новый топливный элемент, который работает за счет слезной жидкости.

Мысль о том, что можно использовать контактные линзы для мониторинга состояния здоровья диабетика, не так уж и нова – разработка устройств подобного рода проводится последнее десятилетие. Электрический сенсор глюкозы в контактной линзе может находиться в непосредственном контакте со слезной жидкостью, может анализировать ее состав и отображать результаты этого анализа на интегрированном в линзу дисплее, такая информация может быть легко считана носителем линзы. Однако такой сенсор должен иметь источник питания, и до недавнего времени отсутствие такого источника питания и было главной проблемой на пути к созданию сенсоров подобного рода.

Международная группа под руководством работающего в Университете Малмо (Швеция) Сергей Шлеева (Sergey Shleev), возможно, решила эту сложную задачу, создав биотопливный энергетический элемент, который вырабатывает энергию за счет конверсии аскорбата и кислорода, присутствующего в слезной жидкости. В топливном элементе используется два органических катализатора, которые ускоряют анодное окисление аскорбата, и фермент билирубиноксидаза, который восстанавливает кислород на катоде. С помощью образцов слез человека исследователи показали, что такой топливный элемент может использовать слезы для выработки энергии, при этом содержание глюкозы в слезах не меняется (Falk et al., Miniature Biofuel Cell as a Potential Power Source for Glucose-Sensing Contact Lenses // Anal. Chem., June 5, 2013).

Возможно, что этот топливный элемент со временем сможет обеспечивать питание вмонтированным в контактные линзы сенсорам глюкозы.

Выход энергии нового источника питания весьма и весьма скромен – в соответствии с теоретическими оценками для настоящей контактной линзы, выполненными на основании концентрации аскорбат-иона в слезной жидкости, составляет всего 22.1 микроватт. Однако исследователи отмечают, что такой выходной мощности будет достаточно для питания крошечного сенсора, в особенности – если площадь электродов будет увеличена за счет использования обеих сторон контактной линзы.

Тем не менее, Крис Геддес (Chris Geddes), директор Института Флуоресценции в Балтиморе отмечает, что новая технология едва ли сможет найти масштабное применение для контроля уровня глюкозы. Некоторое время назад Геддес успешно разработал флуоресцентные сенсоры на глюкозу, интегрированные в контактные линзы (Ophthalmic glucose sensing: a novel monosaccharide sensing disposable and colorless contact lens // Analyst, Issue 6, 2004), однако когда дело дошло до коммерциализации изобретения, компании проявили к нему лишь ограниченный интерес. Он отмечает, что пока практически невозможно состязаться в ценовой эффективности со стандартными глюкометрами, для работы которых берется капелька крови – большая часть пациентов в настоящее время не готова покупать дорогие одноразовые контактные линзы.

Тем не менее, добавляет Геддес – идея электрохимического источника питания, интегрированного в контактную линзу, вызывает у него восхищение, и он надеется, что со временем носимая электроника сможет занять достойную нишу в медицине – и не обязательно для мониторинга состояния больных диабетом.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
01.07.2013