211service.com
De Glucose-Monitoring Tattoo
Het is een moderne medische draai aan een oude kunst. Wetenschappers van Draper Laboratory, in Cambridge, MA, ontwikkelen een nanosensor die in de huid kan worden geïnjecteerd, net als tatoeagekleurstof, om de bloedsuikerspiegel van een persoon te controleren. Naarmate het glucosegehalte stijgt, fluoresceert de tatoeage onder een infraroodlicht, waardoor een diabeet wordt verteld of ze al dan niet een insuline-injectie nodig heeft na een maaltijd. De onderzoekers hebben al een natriumgevoelige versie van het apparaat bij muizen getest en zullen binnenkort beginnen met dierproeven met de glucosespecifieke sensor.
Natrium waarnemen: Deze cel gloeit rood op omdat hij is geïnjecteerd met nanosensoren die fluoresceren in aanwezigheid van natrium.
De meest betrouwbare manier om de bloedsuikerspiegel te meten, is door in de vinger te prikken voor een klein bloedmonster en door met enzymen beladen teststrips te gebruiken om glucose te detecteren. In een poging diabetici te bevrijden van dit tijdrovende en dure regime, zijn een aantal nieuwe technologieën voor het meten van glucose in ontwikkeling, van geïmplanteerde apparaten die voortdurend de bloedsuikerspiegel controleren en insuline afgeven, tot niet-invasieve sensoren die glucose door de huid detecteren via infrarood. licht.
Heather Clark en haar collega's ontwikkelen iets dat is ontworpen om tussen deze twee uitersten te opereren. Het materiaal bestaat uit polymeerparels van 120 nanometer die zijn gecoat met een biocompatibel materiaal. Binnen elke kraal zit een fluorescerende kleurstof en gespecialiseerde sensormoleculen, ontworpen om specifieke chemicaliën te detecteren, zoals natrium of glucose.
Wanneer het in de huid wordt geïnjecteerd, trekt het sensormolecuul de beoogde chemische stof, bijvoorbeeld natrium, in het polymeer vanuit de interstitiële vloeistof die de cellen omringt. Om de nieuw verworven positieve lading van een natriumion te compenseren, geeft een kleurstofmolecuul een positief ion af, waardoor het molecuul gaat fluoresceren. Het niveau van fluorescentie neemt toe met de concentratie van het chemische doelwit. Wetenschappers kunnen verschillende herkenningsmoleculen uitwisselen om verschillende doelen te meten, waaronder chloride, calcium en glucose. Het concentratiebereik dat de sensor kan detecteren, kan worden gevarieerd door de verhouding van de componenten te wijzigen, afhankelijk van of het belangrijk is om nauwkeurige concentraties of een grotere variabiliteit te meten.
De natriumsensor, die ooit zou kunnen worden gebruikt om uitdroging te volgen, heeft al vroeg succes bij dieren. Wanneer ze in de huid van knaagdieren worden geïnjecteerd, blijven de kralen zitten en fluoresceren ze als reactie op injecties met zoutoplossing. De onderzoekers hebben een glucosesensor ontwikkeld die via een soortgelijk mechanisme werkt. Het is aangetoond dat het in een oplossing werkt, maar is nog niet op dieren getest.
Op de lange termijn stelt Clark zich een sensor voor die in de oppervlaktelagen van de huid zou worden geïnjecteerd, ondieper dan tatoeage-inkten, zodat deze na verloop van tijd afsterft, zegt ze. Een fluorescentiemonitor, die lijkt op een optische muis, zou dan worden gebruikt om het door de tatoeage uitgestraalde licht te meten, en de sensor zou periodiek opnieuw worden geïnjecteerd.
Het is uniek omdat het geen componenten bevat die moeten worden opgebruikt, zegt Clark. Glucosestrips gebruiken bijvoorbeeld een enzym om glucose te detecteren, dat voortdurend moet worden vervangen. Andere monitoren, zelfs nanosensoren, hebben een beperkte levensduur, waardoor ze moeilijk te implanteren zijn, zegt ze.
Toch hebben de onderzoekers nog een lange weg te gaan voordat de sensor klaar is voor menselijke tests. Hoewel de kralen bij de eerste dierproeven geen immuunreactie leken te veroorzaken, moeten er meer onderzoeken worden gedaan, zegt Clark. Het beoordelen van de immuunrespons is vooral belangrijk omdat dat de lokale glucoseconcentraties kan veranderen, zegt George Wilson , een chemicus aan de Universiteit van Kansas, in Lawrence. Macrofagen [een soort immuuncel] eten bijvoorbeeld glucose, zegt hij. Wilson waarschuwt ook dat talrijke factoren de inherente fluorescentie van de huid kunnen beïnvloeden, waaronder huidskleur en leeftijd.