211service.com
Glukoseovervågningstatoveringen
Det er et moderne medicinsk twist på en gammel kunst. Forskere ved Draper Laboratory i Cambridge, MA, udvikler en nanosensor, der kan injiceres i huden, ligesom tatoveringsfarve, for at overvåge en persons blodsukkerniveau. Efterhånden som glukoseniveauet stiger, vil tatoveringen fluorescere under et infrarødt lys og fortælle en diabetiker, om hun har brug for en insulinsprøjte efter et måltid. Forskerne har allerede testet en natrium-sensing version af enheden i mus, og vil snart begynde dyreforsøg med den glukose-specifikke sensor.
Føler natrium: Denne celle lyser rødt, fordi den er blevet injiceret med nanosensorer, der fluorescerer i nærværelse af natrium.
Den mest pålidelige måde at måle blodsukker på er ved at stikke fingeren for at få en lille blodprøve og bruge enzymfyldte teststrimler til at påvise glukose. I et forsøg på at befri diabetikere fra dette tidskrævende og dyre regime, er en række nye glukosesensorteknologier under udvikling, fra implanterede enheder, der konstant overvåger blodsukkeret og dispenserer insulin, til ikke-invasive sensorer, der registrerer glukose gennem huden via infrarød lys.
Heather Clark og hendes kolleger er ved at udvikle noget designet til at fungere mellem disse to yderpunkter. Materialet består af 120 nanometer polymerperler belagt med et biokompatibelt materiale. Inden i hver perle er et fluorescerende farvestof og specialiserede sensormolekyler, designet til at detektere specifikke kemikalier, såsom natrium eller glucose.
Når det injiceres i huden, trækker sensormolekylet målkemikaliet – for eksempel natrium – ind i polymeren fra den interstitielle væske, som omgiver celler. For at kompensere for den nyligt erhvervede positive ladning af en natriumion frigiver et farvestofmolekyle en positiv ion, hvilket får molekylet til at fluorescere. Niveauet af fluorescens stiger med koncentrationen af det kemiske mål. Forskere kan bytte forskellige genkendelsesmolekyler ind for at måle forskellige mål, herunder chlorid, calcium og glucose. Området af koncentrationer, som sensoren kan detektere, kan varieres ved at ændre forholdet mellem komponenterne, afhængigt af om det er vigtigt at måle præcise koncentrationer eller mere bred variabilitet.
Natriumsensoren, som en dag kunne bruges til at overvåge dehydrering, har vist tidlig succes hos dyr. Når de injiceres i gnavernes hud, forbliver perlerne siddende og fluorescerer som reaktion på saltvandsinjektioner. Forskerne har udviklet en glukosesensor, der fungerer via en lignende mekanisme. Det har vist sig at virke i en løsning, men er endnu ikke testet på dyr.
På lang sigt forestiller Clark sig en sensor, der ville blive sprøjtet ind i hudens overfladelag, mere lavvandet end tatoveringsfarver, så det sløver af med tiden, siger hun. En fluorescensmonitor, der ligner en optisk mus, ville derefter blive brugt til at måle lyset, der udsendes af tatoveringen, og sensoren ville blive geninjiceret med jævne mellemrum.
Det er unikt, fordi det ikke har nogen komponenter, der skal bruges op, siger Clark. Glucosestrips bruger for eksempel et enzym til at detektere glukose, som løbende skal udskiftes. Andre skærme, selv nanosensorer, har en begrænset levetid, hvilket gør det svært at implantere dem, siger hun.
Alligevel har forskerne lang vej igen, før sensoren er klar til menneskelig test. Selvom perlerne ikke så ud til at udløse en immunreaktion i indledende dyreforsøg, skal der udføres flere undersøgelser, siger Clark. At vurdere immunresponset er især vigtigt, fordi det kan ændre lokale glukosekoncentrationer, siger George Wilson , en kemiker ved University of Kansas, i Lawrence. For eksempel spiser makrofager [en type immuncelle] glukose, siger han. Wilson advarer også om, at adskillige faktorer kan påvirke hudens iboende fluorescens, herunder hudfarve og alder.