Ett vetenskapligt team från Center for Nanoparticle Research vid IBS har skapat en bärbar GP-baserad lapp som möjliggör exakt diabetesövervakning och återkopplingsterapi genom att använda mänsklig svett. Forskarna förbättrade enhetens detekteringsförmåga genom att integrera elektrokemiskt aktiva och mjuka funktionella material på hybrid av gulddopad grafen och ett serpentinformat guldnät. Enhetens pH- och temperaturövervakningsfunktioner möjliggör systematiska korrigeringar av svettglukosmätningar eftersom den enzymbaserade glukossensorn påverkas av pH (blodets surhetsnivå) och temperaturen.

Diabetes och reglerande glukosnivåer

Insulin produceras i bukspottkörteln och reglerar användningen av glukos, upprätthålla en balans i blodsockernivån. Diabetes orsakar obalans:otillräckliga mängder insulin leder till höga blodsockernivåer, kallas hyperglykemi. Typ 2 -diabetes är den vanligaste formen av diabetes utan känd botemedel. Det påverkar cirka 3 miljoner koreaner med en siffra som ökar på grund av kostmönster och ett åldrande samhälle. De nuvarande behandlingarna som är tillgängliga för diabetiker är smärtsamma, obekvämt och kostsamt; regelbundna besök hos en läkare och hemtestkit behövs för att registrera glukosnivåer. Patienter måste också injicera obekväma insulinskott för att reglera glukosnivåerna. Det finns ett stort behov av icke-invasiva, smärtfri, och stressfri övervakning av viktiga diabetesmarkörer med hjälp av multifunktionella bärbara enheter. IBS -enheten underlättar detta och minskar därmed de långa och dyra cyklerna för besökande läkare och apotek.

Komponenter i den grafenbaserade bärbara enheten

KIM Dae-Hyeong, en forskare från Center for Nanoparticle Research, beskriver det stora utbudet av komponenter:"Vår bärbara GP-baserade enhet kan inte bara svettbaserad glukos- och pH-övervakning utan också kontrolleras transkutan läkemedelsleverans genom temperaturkänsliga mikronålar. Exakta mätningar av svettglukoskoncentrationer används för att uppskatta nivåerna glukos i patientens blod. Enheten behåller sin ursprungliga känslighet efter flera användningar, vilket möjliggör flera behandlingar. Anslutningen av enheten till en bärbar/ trådlös strömförsörjning och dataöverföringsenhet möjliggör behandling vid diabetes. "Professorn fortsatte med att beskriva hur enheten fungerar, "Plåstret appliceras på huden där svettbaserad glukosövervakning börjar vid svettgenerering. Luftfuktighetssensorn övervakar ökningen av relativ luftfuktighet (RH). Det tar i genomsnitt 15 minuter för svettupptagningsskiktet på plåstret att samlas upp svettas och når en RH över 80% vid vilken tidpunkt glukos- och pH -mätningar initieras. "

Fördelar med enheten och läkemedelsadministration

Enheten visar dramatiska framsteg jämfört med nuvarande behandlingsmetoder genom att tillåta icke-invasiva behandlingar. Under teamets forskning, två friska män deltog i tester för att demonstrera apparatens svettbaserade glukosavkänning. Glukos och pH -nivåer för båda ämnena registrerades; en statistisk analys bekräftade den tillförlitliga korrelationen mellan svettglukosdata från diabetesplåstret och de från kommersiella glukosprov. Om onormalt höga glukosnivåer upptäcks, ett läkemedel släpps ut i en patients blodomlopp via läkemedelsladdade mikronålar. Det formbara, halvtransparent hudliknande utseende på GP-enheten ger enkel och bekväm kontakt med människans hud, så att sensorerna förblir opåverkade av eventuella huddeformationer. Detta möjliggör stabil avkänning och effektiv läkemedelsleverans.

Det vetenskapliga teamet visade också de terapeutiska effekterna genom att experimentera på diabetiska (db/db) möss. Behandlingen började med att applicera enheten nära db -musens buk. Mikronålar genomborrade musens hud och släppte Metformin, ett insulinreglerande läkemedel, in i blodomloppet. Gruppen som behandlats med mikronålar visade ett signifikant undertryck av blodglukoskoncentrationer med avseende på kontrollgrupper. "Man kan enkelt ersätta de använda mikronålarna med nya. Behandling med Metformin genom huden är mer effektiv än genom matsmältningssystemet eftersom läkemedlet direkt införs i metabolisk cirkulation genom huden, "kommenterade KIM Dae-Hyeong. Han fortsatte:" Dessa framsteg med användning av nanomaterial och enheter ger nya möjligheter för behandling av kroniska sjukdomar som diabetes. "