Komar jest odpowiedzialny za większą liczbę zgonów niż jakiekolwiek inne zwierzę na ziemi, dzięki swojemu zwyczajowi rozprzestrzeniania chorób takich jak malaria i gorączka denga. Ale badanie krwiopijnego komara może pomóc naukowcom uratować życie zagrożone inną chorobą: cukrzycą.
powiązana zawartość
- Matematyk MIT opracowuje algorytm pomagający w leczeniu cukrzycy
- Budowanie trzustki bionicznej
- W Indiach tańsze jest wykonywanie pasków testowych na cukrzycę niż jedwabiu
Naukowcy z University of Calgary w Kanadzie opracowali „e-komar”, urządzenie, które przebija skórę jak usta komara i pobiera niewielką ilość krwi z naczyń włosowatych, aby wykorzystać je do badania stężenia glukozy. E-komar, osadzony w podobnej do zegarka opasce, można zaprogramować do automatycznego nakłuwania skóry kilka razy dziennie i analizowania wyników, uwalniając osoby z cukrzycą od konieczności testowania poziomu glukozy we krwi w tradycyjny sposób, przyklejając palec i ocierając krew na pasku testowym. Osoby z cukrzycą muszą uważnie monitorować poziom cukru we krwi; osoby z cukrzycą typu 1 czasami kłują palce do ośmiu razy dziennie.
„Chodzi o to, aby całkowicie pozbyć się nakłuć palcami i logistyki związanej z nakłuwaniem palców, co jest naprawdę uciążliwe”, mówi Martin Mintchev, starszy badacz projektu. „W szczególności dla dzieci, osób starszych i niewidomych jest to bardzo kłopotliwe ćwiczenie kilka razy dziennie”.
Mintchev i jego zespół pracują nad e-komarem od dekady. Materiał, z którego pierwotnie wykorzystano siłownik - część urządzenia poruszająca igłę - sprawiła, że był duży i nieporęczny. Ale wynalezienie nowego materiału zwanego stopem z pamięcią kształtu, metalu kompozytowego, który kurczy się lub rozszerza się za pomocą prądu elektrycznego, okazało się dobrodziejstwem. Niewielka ilość stopu z pamięcią kształtu może zapewnić dużą siłę, co pozwoliło zespołowi zminiaturyzować urządzenie do jego obecnego rozmiaru podobnego do zegarka.
„Może przenikać przez skórę ze znacznie większą siłą, większą kontrolą i minimalnym zużyciem energii elektrycznej”, mówi Mintchev. Dodatkowo, jak ukąszenie komara, jest prawie bezbolesne.
Rendering budowy e-komara. (University of Calgary) Obecny prototyp składa się z górnej części „zegarka” z siłownikiem, baterii i wyświetlacza LED oraz kilku innych elementów, z dołączonym dolnym wkładem z igłą i paskami testowymi. Chociaż obecny prototyp pasuje na nadgarstek, teoretycznie urządzenie można przypiąć niemal w dowolnym miejscu na ciele. Jednak zanim urządzenie będzie gotowe na rynek, pojawią się wyzwania. W tej chwili, podczas gdy e-komar może niezawodnie uderzyć w naczynia włosowate, nie zawsze wyrzuca wystarczającą ilość krwi na powierzchnię do testowania. W tym sensie jest naprawdę podobny do komara, który rzadko pozostawia kałużę krwi na powierzchni skóry. Mintchev i jego zespół mogli wyposażyć urządzenie w większą igłę, ale to by pomogło w założeniu, że urządzenie jest małe i bezbolesne. Zamiast tego mają zamiar opracować igłę, która może pełnić funkcję czujnika. Igła wnikałaby w skórę, a czujnik sprawdzał krew, gdy była jeszcze osadzona, a następnie transmitował wyniki bezprzewodowo.
„Dzisiejsza technologia ma taką możliwość”, mówi Mintchev. „Oczywiście wymaga to od nas nieco więcej pracy”.
Są również zainteresowani tym, czy urządzenie może współpracować ze sztuczną trzustką, urządzeniem, które stale i automatycznie monitoruje poziom glukozy i dostarcza insulinę. Pierwsza sztuczna trzustka została zatwierdzona przez FDA w zeszłym roku; Mintchev i jego zespół zastanawiają się, czy technologię e-komarów można by w jakiś sposób połączyć z nowszymi modelami, aby zapewnić lepszy ciągły monitoring.
Mintchev twierdzi, że gotowy do konsumpcji e-komar może pojawić się na rynku za zaledwie trzy lata, w zależności od zatwierdzenia przez FDA. W tej chwili szacuje koszt korzystania z urządzenia około dwa razy więcej niż przy użyciu tradycyjnej technologii nakłuwania palców i pasków glukozy. Ale z czasem koszty te mogą spaść, mówi.
„Jestem pewien, że w przypadku masowej produkcji stanie się naprawdę konkurencyjny w stosunku do tradycyjnego nakłuwania palcami”, mówi.
Urządzenie, które pomaga osobom z cukrzycą wyeliminować nakłucie palców, było czymś w rodzaju świętego Graala dla naukowców. Wiele osób z cukrzycą musi sprawdzać poziom glukozy co kilka godzin, nawet podczas snu. Mówi się, że Apple potajemnie przeprowadza testy wykonalności czujnika optycznego, który może nieinwazyjnie mierzyć poziomy glukozy poprzez świecenie skóry, podobno wlewając do projektu setki milionów dolarów. Google pracuje nad własnym ciągłym monitorem glukozy. Jednak opracowanie udanych urządzeń do ciągłego monitorowania glukozy, inwazyjnych lub nie, jest niezwykle trudnym przedsięwzięciem. Były konsultant branży cukrzycowej, John L. Smith, napisał całą książkę o wadach różnych technologii ciągłego monitorowania glukozy, w której opisuje technologie małych igieł, takie jak e-komar, jako „powtarzający się temat technologiczny”, który został próbowałem wiele razy przez lata, ale jeszcze nie przyniosło ono owoców.
Ze względu na 1, 25 miliona Amerykanów z cukrzycą typu 1, mamy nadzieję, że e-komar odniesie większy sukces.
