Osobom aresztowanym za DUI lub inne przestępstwa związane z alkoholem czasami nakazuje się noszenie bransoletek SCRAM (bezpieczne, zdalne monitorowanie alkoholu). Urządzenie, zwykle noszone na kostce, może wykryć spożycie alkoholu przez skórę, ostrzegając władze, jeśli użytkownik złamał próbę przez picie. Pacjenci biorący udział w programach rehabilitacyjnych często poddają się monitorowaniu zawartości alkoholu, często poprzez regularne alkomaty lub badania krwi. Ale bransoletki SCRAM są niezgrabne i czasem zawstydzające, a testy wymagają regularnych wizyt.
Zespół naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego opracował potencjalną alternatywę: niewielki wszczepialny chip. Biosensor o pojemności jednego milimetra sześciennego jest wstrzykiwany pod skórę i zasilany urządzeniem do noszenia, takim jak smartwatch.
„Obecnie ten układ może być przydatny do monitorowania alkoholu podczas programów leczenia lub przekierowania” - mówi Drew Hall, profesor inżynierii elektrycznej w Jacobs School of Engineering z UC San Diego, który kierował projektem. „Jest to jednak platforma, która naszym zdaniem może zostać rozszerzona na wiele innych obszarów leczenia i monitorowania nadużywania substancji, a ostatecznie na inne monitorowanie chorób”.
Zespół Hall przedstawił swoje badania na konferencji IEEE Custom Integrated Circuits Conference 2018 w San Diego na początku tego miesiąca.
Chip zawiera czujnik pokryty oksydazą alkoholową, enzymem, który, gdy napotyka alkohol, wytwarza produkt uboczny. Gdy czujnik wykrywa produkt uboczny, przesyła sygnał bezprzewodowy do urządzenia noszącego, które zasila układ. Może to następnie zostać przekazane lekarzom, programom rehabilitacyjnym, organom ścigania lub innym osobom. Inne czujniki na chipie mierzą sygnały tła i poziomy pH, aby zwiększyć dokładność odczytów poziomu alkoholu we krwi.
Układ zużywa tylko niewielką ilość energii - 970 nanowatów, około milion razy mniej niż moc, którą smartfon wykorzystuje do wykonywania połączeń telefonicznych. Zmniejsza to ryzyko wytwarzania ciepła w ciele, które jest potencjalnie szkodliwe. Naukowcy przetestowali czip in vitro, naśladując planowane środowisko, stosując alkohol w rozcieńczonej surowicy ludzkiej pod warstwami świńskiej skóry.
Zespół twierdzi, że chip ma wiele zalet w porównaniu z tradycyjnymi systemami monitorowania alkoholu. W przeciwieństwie do bransolet SCRAM jest to całkowicie dyskretne. Jest potencjalnie bardziej dokładny niż alkomat i nie wymaga od użytkownika odwiedzenia kliniki, takiej jak badanie krwi. Istnieją również nowe tymczasowe czujniki alkoholu oparte na tatuażu, ale są one jednorazowego użytku i można je łatwo usunąć.
Hall mówi, że jedną z najtrudniejszych części procesu rozwoju była po prostu wielkość mikroukładu.
„Ten układ jest naprawdę mały i ciężko z nim pracować”, mówi. „Pomimo posiadania laboratorium pełnego sprzętu do innych moich projektów badawczych, musieliśmy kupić kilka wysoce specjalistycznych urządzeń do tego projektu, po prostu ze względu na rozmiar i ograniczenia związane z obsługą”.
Następnym krokiem będzie poprawa żywotności czujnika. Istnieje kilka rodzajów czujników, takich jak ciągłe monitory glukozy, które mogą trwać około dwóch lat, a zespół ma nadzieję osiągnąć podobny okres użytkowania. W ciągu najbliższych kilku lat zespół przeprowadzi badania na zwierzętach, a następnie, miejmy nadzieję, przejdzie do badań na ludziach.
Według National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism at the National Institutes of Health około 15, 1 miliona dorosłych Amerykanów w wieku 18 lat i starszych cierpi na zaburzenia spożywania alkoholu. Obejmuje to około 8, 4 procent mężczyzn i 4, 2 procent kobiet. Około 88 000 Amerykanów umiera co roku z przyczyn związanych z alkoholem, w tym prawie 10 000 zginęło w wypadkach pod wpływem alkoholu.
„Uważam, że systemy monitorowania alkoholu mają zastosowanie tylko wtedy, gdy stanowią niewielką część planu wsparcia dla osób próbujących wyjść z uzależnienia od alkoholu” - mówi Mike Delaney, doradca ds. Uzależnień, który pracował z programami rehabilitacji w Wielkiej Brytanii i innych krajach.
Delaney uważa, że systemy najlepiej wykorzystywać jako część programu rehabilitacji, a nie jako karę.
„Obawiam się, że wszczepialne urządzenie staje się legalnym środkiem odstraszającym wobec osób, które popełniły przestępstwa związane z alkoholem lub narkotykami, i jest wykorzystywane jako część wyroku, przez co staje się karą, a nie leczeniem” - mówi. „Uzależnienie należy traktować jako problem zdrowotny, a nie przestępczy”.
