במשך עשרות שנים, אנשים עם סוכרת הסתמכו על עקיצות אצבעות כדי למשוך דם או מיקרו-מחטים דביקות כדי למדוד ולנהל את רמות הגלוקוז שלהם. בנוסף להיותן כואבות, שיטות אלו עלולות לגרום לגירוד, דלקת וזיהום.
חוקרים ב-TMOS, מרכז המצוינות של מועצת המחקר האוסטרלית למערכות מטה-אופטיות טרנספורמטיביות, עשו צעד חשוב לקראת ביטול אי הנוחות הזו. צוות אוניברסיטת RMIT שלהם גילה היבטים חדשים של חתימת האינפרא אדום של גלוקוז והשתמש במידע זה כדי לפתח חיישן אופטי ממוזער בקוטר של 5 מ"מ בלבד, שיכול לשמש יום אחד כדי לספק ניטור רציף של גלוקוז לא פולשני בניהול סוכרת.
חישת גלוקוז לא פולשנית הייתה יעד כבר כמעט 30 שנה בשל השלכותיה על ניטור ללא כאבים. דווח על טכניקות חישת גלוקוז אופטיות; עם זאת, הם דורשים מכשור אופטי מורכב שנמצא בדרך כלל במעבדות, מה שהופך אותם לבלתי מתאימים לשימוש קבוע של חולים.
האתגר העיקרי העומד בפני בדיקת גלוקוז אופטית לבישה במחירים נוחים היה מזעור וסינון אותות הגלוקוז מפסגות ספיגת מים בספקטרום הקרוב לאינפרא אדום (NIR). בעיקרו של דבר, זה היה כמעט בלתי אפשרי להבדיל במדויק בין מים וגלוקוז בדם. עד עכשיו.
במחקר ראשון מסוגו שפורסם ב מחקר חיישנים מתקדם השבוע, הצוות זיהה ארבע פסגות אינפרא אדום בגלוקוז המאפשרות זיהוי סלקטיבי ורגיש בסביבות מימיות וביולוגיות. הצוות מעוניין לשתף פעולה עם שותפים אקדמיים ותעשייה כדי להמשיך בעבודה זו ולבצע מחקר פרה-קליני וקליני, שיפתח את הדלת לפיתוח חיישני גלוקוז אופטיים לבישים.
הצוות ייצר חיישן גלוקוז ממוזער שהוקם על פס גל של 1600-1700nm המותאם בלוטות' ופועל באמצעות סוללת מטבעות, המאפשרת ניטור גלוקוז רציף. חיישן קומפקטי זה הוכיח את הכדאיות שלו לזהות רמות גלוקוז בגוף האדם נעות בין 50 ל-400 מ"ג/ד"ל בפלזמה בדם, עם גבול דומה של זיהוי ורגישות לחיישנים גדולים יותר מבוססי מעבדה. הממדים הקטנים שלו יכולים לראות אותו יום אחד משולב בשעונים חכמים ובשאר עוקבי בריאות לבישים ללא כאבים.
עד כה, אין הסכמה לגבי החתימה הספקטרוסקופית הייחודית של גלוקוז, בעיקר בגלל שקשרי ה-OH הממוקדים בספקטרוסקופיה קרובה אינפרא אדום (NIR) לזיהוי גלוקוז נמצאים בשפע גם במים. דמיון זה מאתגר להבחין בין אותות גלוקוז ומים, במיוחד בנוזלים ורקמות ביולוגיות מורכבות. ביצענו אופטימיזציה של מערך הספקטרוסקופיה וניתחנו העברה כדי לזהות פסגות ייחודיות לגלוקוז. התגלית שלנו מספקת סוף סוף את המידע הדרוש כדי להתקדם עם חישת גלוקוז אופטית ממוזערת ופיתחנו אב טיפוס של מכשיר כדי להציע את הבסיס לחיישן גלוקוז עתידני לא פולשני".
מינג'י יאנג, מחבר ראשי, חוקר דוקטורט של RMIT
אב הטיפוס של המכשיר משתמש בדיודה פולטת אור של התקן מותקן על פני השטח (SMD LED) ומעגלים העשויים מפולימיד מצופה נחושת בסרט דק (Cu/PI) בעובי 110 מיקרון בלבד שפותחו בטכנולוגיית לייזר. העיצוב בקנה מידה מילימטרים וקל המשקל של מכשיר זה הופך אותו לקומפקטי במידה ניכרת מאשר ספקטרופוטומטרים מסורתיים. יתר על כן, העיצוב הגמיש דמוי התיקון מציע אפשרות עתידית לקריאה ישירה כמכשיר לביש על עור אנושי.
ביצועי המכשיר הוערכו בקפדנות תוך שימוש בתמיסות גלוקוז מימיות וכן בפלזמה בדם. בוצע ניתוח חישובי של הפרעות בעור האור המצביע על האופן שבו נורית LED SMD תחדור לעור. תוצאות הסימולציה מצביעות על המיקומים המבטיחים לחקירה עתידית של חישת גלוקוז אופטית במערכים קליניים.
לאופיים הלא פולשניים של חיישני גלוקוז אופטיים יש פוטנציאל לשפר את תאימות המטופל, להפחית את אי הנוחות ולהפחית את הסיכונים לזיהומים הקשורים לניטור גלוקוז פולשני. עם משתפי הפעולה/שותפים הנכונים והמימון הנכון, זה יכול לייצג שינוי חשוב לעבר חישת גלוקוז מתמשכת וללא כאבים".
Madhu Bhaskaran, חוקר ראשי של TMOS
חיישנים לבישים, כמו זה שפותח על ידי חוקרי TMOS ב-RMIT, הם חלק מתוכנית הדגל של Meta Health Sensors של המרכז-; תוכנית מחקר יישומי המוקדשת לפיתוח חיישנים מטא-אופטיים עבור יישומי MedTech.
אוניברסיטת RMIT הגישה בקשה לפטנט הקשורה לטכנולוגיית חיישן הגלוקוז האופטי שהצוות פיתח.
