«Умную» контактную линзу для больных диабетом испытали на кролике

Jihun Park et al. / Science Advances, 2018

Инженеры разработали «умную» контактную линзу для отслеживания уровня глюкозы в крови у больных диабетом. В нее встроен датчик концентрации глюкозы, антенна для беспроводного питания электроники и светодиод. Если линза обнаружит превышение порога концентрации, то встроенный светодиод отключится, предупредив человека об опасности. Первые испытания линз на кролике не выявили негативных эффектов, сообщают исследователи в журнале Science Advances.

Люди, страдающие сахарным диабетом, несколько раз в день отслеживают уровень глюкозы в крови. Поскольку обычно это делается с помощью уколов и тестовых полосок для глюкометра, это довольно неудобно. Поэтому инженеры разрабатывают новые типы глюкометров, например, прикрепляемый на кожу электронный сенсор или чернила для татуировок, меняющие цвет при повышении уровня глюкозы в крови.

Но некоторые исследователи предлагают использовать для отслеживания глюкозы не кровь, а слезу, изменения уровня глюкозы в которой коррелируют с изменениями уровня в крови. Google в 2014 году анонсировала разработку контактных линз с датчиком глюкозы и светодиодным индикатором. Но до сих пор компания не выпустила такое устройство и не сообщила никаких технических подробностей. Похожие прототипы показали несколько других исследовательских групп, но все они имели серьезные технические недостатки, к примеру, в них использовались непрозрачные и большие (относительно линзы) электронные компоненты, что исключало применение устройства в реальности.

Исследователи под руководством Чан Ун Пака (Jang-Ung Park) из Национального института науки и технологий Ульсана разработали контактную линзу для измерения глюкозы с гораздо более компактными электронными компонентами, не мешающими зрению. Основная часть линзы состоит из прозрачного силиконового эластомера. На него нанесена эластичная полупрозрачная круговая антенна, состоящая из переплетенных серебряных волокон, а также непрозрачные сенсор глюкозы, светодиод и выпрямитель тока для антенны. Для того, чтобы неэластичные электронные компоненты не разрушались при деформации линзы, они соединены с эластомером линзы слоем прозрачного, но жесткого полимера.

Поскольку разместить на такой линзе аккумулятор практически невозможно, инженеры использовали внешнее питание в виде беспроводной передачи энергии на антенну. При наличии питания сенсор и светодиод начинают работать. Параметры сенсора подобраны таким образом, что при превышении заданного порога концентрации глюкозы в слезе его сопротивление падает, из-за чего светодиод выключается и тем самым сигнализирует владельцу об опасном уровне глюкозы.

Исследователи продемонстрировали испытания линзы на кролике. Для передачи энергии они использовали генераторную катушку, которую держали на расстоянии пяти миллиметров от глаза. Сначала светодиод горел, после чего исследователи нанесли на линзу каплю слезы, и светодиод отключился. Во время испытаний температура устройства поднялась менее чем на один градус Цельсия.

Возможно, в будущих разработках «умных линз» прозрачными удастся сделать большее количество компонентов. В 2016 году ученые разработали прозрачный датчик глюкозы для таких устройств.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.