Przełom w monitorowaniu cukrzycy? Nowy czujnik glukozy bez igieł 

Nadzieje na przełom w monitorowaniu cukrzycy budzi nowatorskie rozwiązanie opracowywane przez naukowców z Indii oraz Polski. Zamiast tradycyjnych, bolesnych metod opartych na pobieraniu krwi, zespół badaczy pracuje nad urządzeniem, które pozwoliłoby określić poziom glukozy w organizmie na podstawie próbki moczu, wykorzystując do tego analizę optyczną. Taka technologia może znacząco ułatwić codzienne funkcjonowanie osobom zmagającym się z cukrzycą. 

Osoby chore na cukrzycę każdego dnia muszą regularnie sprawdzać stężenie cukru we krwi, co zwykle wiąże się z koniecznością wielokrotnego nakłuwania skóry. Tego typu procedury bywają nieprzyjemne i uciążliwe. Istnieją także sensory przyklejane do ciała, jednak i one mają swoje ograniczenia. 

Wspólna inicjatywa fizyków i farmaceutów z Indii oraz polskiego specjalisty w dziedzinie optyki, doktora Zbigniewa Jaroszewicza z Instytutu Łączności PIB, zakłada wykorzystanie pomiaru glukozy w moczu. Proponowana metoda jest nieinwazyjna, prosta w użyciu i może być stosowana zarówno w domu, jak i podczas konsultacji lekarskich. 

Według publikacji zamieszczonej w czasopiśmie "Optik", czujnik działa w oparciu o zjawisko rezonansu plazmonów powierzchniowych (SPR). Mechanizm ten polega na analizie zmian odbicia światła od cienkiej metalicznej powłoki, które następują w obecności glukozy w badanej próbce moczu. 

Wraz ze wzrostem ilości cukru w moczu zmienia się współczynnik załamania światła, co prowadzi do przesunięcia charakterystycznego punktu rezonansu. To przesunięcie można zarejestrować z dużą dokładnością. 

Projektowany czujnik powstał dzięki zaawansowanym analizom teoretycznym oraz komputerowym symulacjom. Jego budowa obejmuje kilka warstw: pryzmat wykonany z fluorku wapnia, warstwę miedzi odpowiedzialną za generowanie silnego sygnału SPR, bardzo cienką powłokę niklu, która pełni funkcję ochronną i poprawia właściwości urządzenia, warstwę perowskitu (MAPbBr3) wzmacniającą interakcję światła z próbką oraz dwuwymiarową warstwę stabilizującą całość i zabezpieczającą przed działaniem wilgoci. 

Do analizy działania czujnika wykorzystano metodę macierzy transferowej (TMM), która umożliwia szczegółowe modelowanie interakcji światła z poszczególnymi warstwami konstrukcji. 

Symulacje opisywane przez Medonet wykazały, że urządzenie pozwala na wyraźne rozróżnienie próbek moczu o niskim i wysokim poziomie glukozy. Zakres wykrywanych stężeń obejmuje zarówno wartości typowe dla osób zdrowych (od 0 do 15 mg na decylitr), jak i poziomy spotykane u pacjentów z cukrzycą (do 10 g na decylitr). Przesunięcie punktu rezonansu jest na tyle wyraźne, że pomiar może być stabilny i wiarygodny. 

Jeżeli kolejne etapy badań zakończą się sukcesem, czujnik może stać się podstawą prostego testu przesiewowego, który można będzie wykonać samodzielnie w domu. Wystarczy niewielka ilość moczu i szybki odczyt optyczny, aby uzyskać informację o poziomie cukru. Należy jednak pamiętać, że obecność glukozy w moczu pojawia się dopiero przy wyższych stężeniach we krwi, dlatego metoda ta nie zastąpi klasycznych badań krwi, lecz może być przydatna do wstępnej oceny i monitorowania. 

Przed zespołem badawczym stoją jeszcze wyzwania związane ze sprawdzeniem, jak urządzenie radzi sobie z innymi składnikami obecnymi w moczu oraz czy zastosowane materiały zapewnią odpowiednią trwałość i odporność na wilgoć. Istotna będzie także precyzyjna kalibracja, która zagwarantuje rzetelność wyników w codziennych zastosowaniach. 

Pojawienie się takiego rozwiązania może w przyszłości umożliwić osobom z cukrzycą regularne monitorowanie poziomu glukozy bez konieczności używania igieł, co stanowiłoby znaczący krok w kierunku bardziej komfortowej diagnostyki tej choroby. 

Więcej w Medonecie - TUTAJ