Инновационный безболезненный микроигольчатый бумажный патч для быстрого мониторинга глюкозы

Патчи, кажется, в полной моде в наши дни. Есть контрацептивные патчи, никотиновые патчи и трансдермальные лекарственные патчи, чтобы назвать лишь несколько. Теперь команда исследователей Института промышленной науки Токийского университета разработала патч из игл, подключенных к бумажному сенсору для диагностики таких состояний, как преддиабет. К счастью, этот патч не умножает боль и дискомфорт от одной гиподермической иглы. На самом деле, эти микроиглы безболезненны и биоразлагаемы.

Исследователи пытались разработать практичный способ использования микроигл — крошечных игл длиной менее 1 мм — для рутинного самостоятельного медицинского мониторинга. Микроиглы настолько коротки, что остаются в коже и не контактируют ни с какими нейронами, что означает, что они не вызывают боли. Вместо извлечения крови они всасывают интерстициальную жидкость, содержащую большинство важных биомаркеров, на которые смотрят анализы крови. Существует несколько типов микроигл, но до сих пор создание практичного устройства, которое быстро анализирует жидкость, оказывалось неуловимым. «Мы преодолели эту проблему, разработав способ объединения пористых микроигл с бумажными сенсорами», — сказал профессор Бомджун Ким. «Результат — низкая стоимость, одноразовый и не требующий никаких дополнительных инструментов».

Для изготовления патча исследователи сначала сделали микроиглы, отлив расплавленную смесь биоразлагаемого полимера и соли в конусообразные полости микроформы при нагревании. Затем они перевернули форму и иглы вверх дном и поместили их на лист бумаги, на этот раз прилагая высокое давление сверху. Высокое давление заставило смесь проникнуть в поры бумаги, обеспечивая крепление и позволяя жидкости, всасываемой через иглы, беспрепятственно проходить в бумагу. После извлечения из формы иглы охлаждали в растворе, который высасывал всю соль, оставляя за собой тысячи отверстий, или пор, через которые жидкость течет в бумагу. Концентрация соли была ключевым фактором, требовавшим оптимизации, поэтому они тестировали несколько концентраций соли, чтобы определить, насколько пористыми должны быть микроиглы. Для завершения патча они использовали двусторонний скотч, чтобы прикрепить бумажный глюкозный сенсор на бумажную базу игольчатого массива.

Команда протестировала патч на агарозном геле, в котором был растворен глюкоз. Жидкость из геля текла из геля в пористые микроиглы, оттуда в бумагу и сенсорный слой. Концентрация глюкозы точно фиксировалась как изменение цвета в бумаге.

Патчи одноразовые, биоразлагаемые, и их использование не требует никакой медицинской экспертизы или обучения. Они также биосовместимы, что означает, что нет проблемы, если какие-то остаются в коже при снятии патча.

По словам исследователей, тестирование преддиабета — лишь одно применение технологии. Бумажный сенсор может варьироваться в зависимости от биомаркера, который вы хотите отслеживать. После этого успеха следующим шагом будет проверка практической применимости устройства с участием людей и разработка конфигураций для мониторинга других веществ, и, в свою очередь, определение присутствия других состояний.