Създаден е сензор с мониторинг на рН за безболезнено следене на глюкозата

Изследователи направиха важна стъпка в неинвазивното наблюдение на глюкозата, като разработиха сензор, който подобрява точността на измерванията чрез обратна йонофореза. Сензорът следи едновременно нивата на глюкозата и рН на интерстициалната течност – показател, който обикновено изкривява измерванията. След това сигналът се коригира в реално време. Разработката е обещаваща за безопасно, непрекъснато и точно наблюдение на глюкозата при хората с диабет.

Мониторингът на нивото на глюкозата се извършва основно чрез инвазивни методи – пункции на пръстите или имплантиране на сензори. Тези процедури причиняват дискомфорт и затрудняват редовното наблюдение. Съществуват и неинвазивни подходи, като например обратната йонофореза, при която слаб електрически ток отстранява молекулите през кожата. Точността на метода обаче се влошава поради колебанията на рН в интерстициалната или тъканната течност.

Изследователите предлагат решение – калибрирана по pH система за обратна йонофореза, която измерва едновременно концентрацията на глюкозата и локалното pH. Тази стратегия позволява корекция на сигнала в реално време и стабилни и точни резултати дори при промяна на физиологичните условия.

В техническо отношение разработката се основава на интегрирането на електрохимични сензори и pH-чувствителни елементи. Ензимите върху повърхността на сензора реагират на молекулите на глюкозата, като генерират електрически сигнали, а интегрираните pH сензори коригират тези сигнали в реално време. Подаването на електрически ток се регулира внимателно: излишъкът може да раздразни кожата, а недостигът намалява ефективността на извличането на молекулите. Учените са успели да намерят „златната среда“.

Тестовете на системата в in vitro и животински модели показаха висока точност и надеждност на измерванията дори при колебания на pH. Сензорът постоянно осигурява правилни показания, за разлика от традиционните методи, които се провалят без калибриране.

Разработката може да бъде полезна не само за мониторинг на глюкозата. Комбинацията от обратна йонофореза и калибриране на рН има потенциал за откриване на други биомаркери в интерстициалната течност. Това открива пътя към неинвазивна диагностика на хронични заболявания като сърдечносъдови патологии, бъбречна недостатъчност и метаболитни синдроми.

Учените разработват и компактен носим прототип, който е удобен за ежедневна употреба. Бъдещите планове включват стартиране на клинични тестове с хора и интегриране на алгоритми за машинно обучение за по-точно интерпретиране на сигналите.