Ученые создают линзы, способные диагностировать болезни
Идея создания смарт-линз, способных отображать дополненную реальность или улучшать зрение человека, не нова. Но исследователи из Университета штата Орегон заняты куда более интересной разработкой. Они хотят создать линзы, которые способны определить, когда уровень сахара в крови пользователя становится слишком низким или с одним из его внутренних органов что-то не так. Ученые создали прозрачный биосенсор, который можно интегрировать с контактной линзой для выявления симптомов различных заболеваний.
Исследователи уже создали прототип, способный определить уровень глюкозы в крови. Специалисты надеются, что в будущем их разработка позволит обнаруживать и другие заболевания, в том числе и рак. Технология была продемонстрирована на 253-м Национальном собрании и экспозиции Американского химического общества.
Когда профессор Грегори Герман только начинал свои исследования, он искал новый способ помочь людям с диабетом. На данный момент существует способ непрерывного контроля уровня глюкозы в крови с помощью имплантированных под кожу электродов. Проблема в том, что такой тип мониторинга может быть болезненным, а также вызывать раздражения кожи и инфекции. Внедрение датчика в одноразовые контактные линзы может решить эту проблему.
Профессор Герман взял за основу идею, придуманную несколько лет назад, - полупроводник, состоящий из сложного оксида галлия-цинка (IGZO). Это тот же самый полупроводник, что создал революцию в мире электроники, позволяя создавать телевизоры, смартфоны и планшеты с более высоким разрешением. Аналогичную технологию он хочет применить для медицинской диагностики.
Чтобы сделать прототип контактных линз, исследователи изготовили биосенсор, содержащий прозрачный лист IGZO-транзисторов и глюкозооксидазу - фермент, разрушающий глюкозу. Когда биосенсор вступает в контакт с глюкозой, фермент окисляет сахар в крови. Это приводит к изменению уровня pH в смеси, вызывая измеримые изменения в электрическом токе, протекающем через IGZO-транзисторы. Встроенные в IGZO-биосенсор крошечные наноструктуры позволяют прозрачному устройству обнаруживать небольшие концентрации глюкозы в слезах. По оценкам ученого, более 2 500 биосенсоров могут быть внедрены в участок контактной IGZO-линзы толщиной всего 1 мм, каждый из которых предназначен для измерения разных функций организма.
"Существует довольно много информации, которую можно отслеживать через слезы. Конечно, есть глюкоза, но также есть лактат (сепсис, заболевание печени), дофамин (глаукома), мочевина (почечная функция) и белки (раковые образования). Наша цель заключается в том, чтобы перейти от использования одного датчика к нескольким", - заявил Грегори Герман.
В конце концов исследователи хотят, чтобы линза передавала данные по радиочастотам в приемник. Кроме этого, радиочастотные сигналы также будут питать устройство. Герман сказал, что разработка его команды очень похожа на решение, предложенное Google еще в 2014 году, но он считает, что они смогут сделать все компоненты полностью прозрачными. В идеале, исследователи хотят начать тестирование биосенсорных контактных линз на животных уже в следующем году.
