Безболезненный бумажный пластырь для определения уровня глюкозы с использованием микроигл

Патчи, похоже, сейчас в моде. Существуют противозачаточные пластыри, никотиновые пластыри и трансдермальные лекарственные пластыри, и это лишь некоторые из них. Теперь группа исследователей из Института промышленных наук Токийского университета разработала пластырь из игл, соединенных с бумажным датчиком, для диагностики таких состояний, как преддиабет. К счастью, этот пластырь не умножает боль и дискомфорт от одной иглы для подкожных инъекций. На самом деле эти микроиглы безболезненны и биоразлагаемы.

Исследователи пытались разработать практический способ использования микроигл — крошечных игл длиной менее 1 мм — для рутинного самостоятельного медицинского мониторинга. Микроиглы настолько короткие, что остаются в коже и не вступают в контакт с какими-либо нейронами, а это означает, что они не причиняют боли. Вместо того, чтобы извлекать кровь, они втягивают в кожу жидкость, содержащую большинство важных биомаркеров, которые ищет анализ крови. Существует несколько типов микроигл, но до сих пор создание практичного устройства для быстрого анализа жидкости было невозможным. «Мы преодолели эту проблему, разработав способ сочетания пористых микроигл с датчиками на бумажной основе», — сказал профессор Бомджун Ким. «Результат недорогой, одноразовый и не требует никаких дополнительных инструментов».

Чтобы сделать пластырь, исследователи сначала сделали микроиглы, заливая расплавленную смесь биоразлагаемого полимера и соли в конусообразные полости микроформы при нагревании. Затем они перевернули форму и иглы вверх дном и поместили их поверх листа бумаги, на этот раз применяя сильное давление сверху. Высокое давление заставляло смесь проникать в поры бумаги, закрепляя насадку и позволяя жидкости, проходящей через иглы, без усилий проникать в бумагу. После извлечения из формы иглы охлаждали в растворе, который высасывал всю соль, оставляя после себя тысячи отверстий или пор, через которые проходит жидкость на пути к бумаге. Концентрация соли была ключевым фактором, который необходимо было оптимизировать, поэтому они протестировали несколько концентраций соли, чтобы определить, насколько пористыми должны быть микроиглы. Чтобы закончить патч, они использовали двусторонний скотч, чтобы прикрепить бумажный датчик глюкозы к бумажной основе массива игл.

Команда протестировала пластырь на агарозном геле, в котором была растворена глюкоза. Жидкость из геля перетекала из геля в пористые микроиглы, а оттуда в бумагу и сенсорный слой. Концентрацию глюкозы точно регистрировали по изменению цвета бумаги.

Пластыри одноразовые, биоразлагаемые, и их использование не требует каких-либо медицинских знаний или подготовки. Они также биосовместимы, а это означает, что при удалении пластыря они останутся на коже.

По словам исследователей, тестирование на преддиабет — лишь одно из применений этой технологии. Датчик на бумажной основе может варьироваться в зависимости от биомаркера, который вы хотите отслеживать. После этого успеха следующим шагом будет проверка практичности устройства с участием людей и разработка конфигураций для мониторинга других веществ и, в свою очередь, определения наличия других условий.