Nieuwe traan-gebaseerde bril biedt pijnloze glucosemonitoring voor diabetes

• Nieuwe biosensor-uitgeruste brillen kunnen glucosewaarden meten via een persoon's tranen.
• Het proces is veilig en pijnloos.
• Het apparaat kan ook vitamine- en alcoholniveaus in het bloed meten.

In het afgelopen decennium hebben draagbare apparaten een enorme commerciële interesse gewekt, wat aanzienlijke inspanningen heeft gestimuleerd naar de vooruitgang van draagbare en mobiele sensoringssystemen.

Terwijl fysieke sensoren en draagbare mobiliteit veel vroege aandacht kregen, is de recente trend verschoven naar de ontwikkeling van apparaten die (bio)chemische markers kunnen detecteren.

Draagbare chemische sensoren zijn al geïntegreerd in diverse platforms waaronder tijdelijke tatoeages, mondbeschermers, textielen en polsbanden. Nu hebben wetenschappers van de University of California en de University of Sao Paulo (Brazilië) de zaak een stap verder gezet: ze ontwikkelden een nieuwe biosensor die glucosewaarden kan meten via een persoon's tranen.

Hoe werkt het?

Het identificeert het glucose-oxidase enzym — meestal gebruikt om vrije glucose in lichaamsvochten te detecteren — in tranen. Menselijke tranen bevatten een verscheidenheid aan metabolieten en door hun concentraties te meten, kan men gelijktijdige bloedniveaus onthullen.

Onderzoekers monteerden een vloeistofapparaat op de neusbrug van de bril om de directe verzameling van gestimuleerde tranen mogelijk te maken.

Tranen worden geproduceerd door de traanklier en zodra tranen in contact komen met de glucose-oxidase, wordt de elektronenstroom gewijzigd. Dit genereert een signaal dat wordt verwerkt door een chip geïntegreerd in de bureaustafel van de bril. De resultaten worden onmiddellijk verzonden naar een smartphone of computer zodat patiënten hun diabetes in real-time kunnen monitoren.

Referentie: ScienceDirect | DOI:10.1016/j.bios.2019.04.058 | SciDev

Dit is het eerste apparaat dat real-time traanverzameling en directe alcoholmetingen in gestimuleerde tranen toestaat. Gebruikers kunnen de draadloze elektronische schakeling in elk frame integreren, wat een volledig-draagbare, gemakkelijk-te-gebruiken modebewuste sensoringapparaat maakt.

Biosensor-uitgeruste bril | Credits: Juliane Sempionatto Moreto

Op dit moment gebruiken de meeste mensen een draagbare glycosometer die bloedglucosewaarden meet. Dit omvat het prikken van vingertoppen meerdere keren per dag (om bloedmonsters te verkrijgen), wat een pijnlijk en onveilig proces is aangezien de naald het infectierisico verhoogt.

De nieuwe technologie, aan de andere kant, is zowel veilig als pijnloos. Het apparaat kan ook vitamine- en alcoholniveaus in het bloed meten door simpelweg de gekoppelde elektroden verbonden met de neuskussens te wijzigen.

Onderzoekers geloven dat zulke apparaten verwaarloosde ziekten in landelijke gebieden kunnen diagnosticeren en voorkomen. Feitelijk kan de technologie gebruikt worden om genetische stoornissen kort na of zelfs voor de geboorte te diagnosticeren.

Nog een lange weg te gaan

Verdere studies zijn nodig om het systeem nauwkeuriger te maken. Het is ook noodzakelijk om gedetailleerde inzichten te krijgen in het effect van traanstimulatie en -verzameling op de analyteconcentratie.

Lees: Visusverbeterende Nanodruppels Kunnen Brillen Vervangen

Het onderzoeksteam zal proberen de technologie binnen 3 jaar te commercialiseren. Echter, ze zijn niet zeker over wanneer biosensor-uitgeruste brillen de markt zullen halen.