Tecno

Monitoraggio continuo della glicemia a lungo termine con lenti a contatto intelligenti

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Diversi progetti di ricerca stanno lavorando per reinventare le lenti a contatto come un dispositivo elettronico intelligente che, ad esempio, funziona come un biosensore autoalimentato per vari monitoraggi point-of-care e rilevamento biomedico wireless, che può rilevare in tempo reale l’agente patogeno, i batteri, il glucosio e la cheratite infettiva presenti nel liquido lacrimale. Un esempio è un sensore sviluppato di recente per la diagnosi del diabete e del glaucoma .
Oltre ai sensori, i ricercatori stanno ideando numerose applicazioni per lenti a contatto intelligenti, che vanno dai sistemi di somministrazione di farmaci alla protezione dai danni delle onde elettromagnetiche. Anche scattare foto e scansionare con le lenti a contatto non è più una scena di un film di fantascienza. Gli scienziati hanno sviluppato un rilevatore di luce al grafene che ha il potenziale per inserire la tecnologia di visione del calore in una lente a contatto .
I ricercatori hanno anche dimostrato lenti a contatto che misurano i livelli di glucosio di chi li indossa in tempo reale. Tuttavia, questi approcci basati sulle lenti a contatto presentano diversi problemi critici, tra cui bassa stabilità della glucosio ossidasi, sensibilità bassa e incoerente dei sensori di glucosio, piccolo volume di lacrime (?5–7 µL) sulla superficie oculare e velocità di diffusione lenta delle lacrime attraverso substrati di idrogel.
Il rilevamento accurato del glucosio senza isteresi è una delle più importanti esigenze clinicamente non soddisfatte per il monitoraggio continuo del glucosio (CGM) nel fluido corporeo per monitorare i livelli di glucosio nel sangue.
La rilevazione del glucosio mediante dispositivi CGM minimamente invasivi viene in genere eseguita utilizzando sensori elettrochimici costituiti da idrogel con glucosio ossidasi immobilizzato. Per migliorare la sensibilità del sensore di glucosio, sono stati sfruttati vari nanomateriali come nanotubi di carbonio , grafene drogato con oro e strutture porose d’oro.
In un recente articolo su Advanced Materials ( “Bimetallic Nanocatalysts Immobilized in Nanoporous Hydrogels for Long-Term Robust Continuous Glucose Monitoring of Smart Contact Lens” ), i ricercatori presentano lenti a contatto intelligenti contenenti nanocatalizzatori bimetallici immobilizzati in idrogel nanoporosi per CGM a lungo termine e robusto.
Nanocatalizzatori bimetallici immobilizzati in idrogel nanoporosi.
I nanopori negli idrogel consentono il monitoraggio reversibile e continuo della concentrazione di glucosio con una rapida velocità di diffusione delle specie di reazione e una rapida velocità di rigonfiamento. I nanocatalizzatori bimetallici oro-platino modificati con ialuronato facilitano il trasferimento di carica mediato da nanoparticelle negli idrogel nanoporosi, con conseguente elevata sensibilità, tempo di risposta rapido e basso limite di rilevamento.
Nel loro lavoro, il team ha dimostrato che le lenti a contatto intelligenti possono monitorare accuratamente i livelli di glucosio nel sangue in aumento e in diminuzione con il 94,9% di dati accettabili nei conigli diabetici (n = 3) e normali (n = 3).
Per quanto riguarda le applicazioni umane, il team ha già confermato che le loro lenti a contatto intelligenti potrebbero misurare i livelli di glucosio lacrimale in un essere umano con la trasmissione di dati a uno smartphone.
Di Michael è autore di tre libri della Royal Society of Chemistry: Nano-Society: Pushing the Boundaries of Technology , Nanotechnology: The Future is Tiny e Nanoengineering: The Skills and Tools Making Technology Invisible Copyright © Nanowerk

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