智能隐形眼镜可监控眼泪中葡萄糖含量

科学家开发出一种柔软的隐形眼镜,可以监控糖尿病患者眼泪中的葡萄糖水平(? UNIST / SWNS.com)

一直以来,喷气发动机组件、飞行汽车和监控健康水平的智能隐形眼镜都是纸上谈兵多于实际应用。如今,新的研究显示,至少智能隐形眼镜向现实又迈出了一步。携带透明柔韧的电子设备的隐形眼镜可以检测眼泪中葡萄糖水平——可在佩戴者的葡萄糖水平过高时予以警告。这种隐形眼镜目前只在动物水平进行了验证,一旦可以应用于人体,就可以为糖尿病患者提供不产生疼痛的监控异常葡萄糖水平(葡萄糖水平异常可导致患者跌倒而昏迷,或导致更严重的后果)的方法。

这种所谓的智能隐形眼镜4年前曾引起过,例如当时谷歌旗下一家位于旧金山的衍生公司Verily Life Sciences曾吹捧过一些可以追踪葡萄糖水平甚至检测癌症的未来设备。但问题随之而来:嵌入坚硬的不透明电子设备的隐形眼镜会引起佩戴者的不适,而且也无法检测葡萄糖水平。

为解决这些问题,韩国乌尔山国家科学技术研究所的材料科学家Jihun Park带领的研究团队使用柔软灵活的电子材料设计了一系列尽可能透明的元件。元件包括两部分——一个天线和一个整流器,可以捕获附近的发射器发出的射频信号,并将其转换为微弱的电流。该设备可为一个葡萄糖感受器和一个发光二极管(LED)充电,LED的闪烁灯可从外部看到,因此佩戴者可从镜子中看到这个设备,但并不会影响视物。如果葡萄糖感受器指示其水平升高,LED就会关闭,从而警示佩戴者需要调节其胰岛素水平。

Park说,研究人员还无法使所有配件具备灵活多变的柔韧性。例如,葡萄糖感受器中有2片坚硬的硅片。但为了使隐形眼镜镜片的所有部分都具备柔韧性,科学家们将这些坚硬的元件置于一个超薄的“岛”上作为支撑,再用一个软线网将这些元件互相连接,从而使得配件保持纤薄而对佩戴者的肉眼不可见。这些连接起来的岛可以独立地移动和伸展,理论上可以使得隐形眼镜的佩戴感更舒适。Park透露,这种电子元件十分纤薄(只有所在的柔软隐形眼镜片厚度的百分之一),因此佩戴者是注意不到的。

至少这是美好的愿望。Park的团队还未对这种镜片进行人体试验,但他们在今日的《科学进展》(Science Advances)杂志上报道,穿戴这种镜片的兔子未表现出任何副作用。Park称,葡萄糖感受器也可以精确地追踪动物体内糖水平。未参与研究的哈佛大学威斯研究所的诊断学专家David Walt说,将具备柔韧性的电气设备与LED读取器结合起来当然是“引人瞩目的”。然而他也补充道,在智能隐形眼镜摆上货架之前,还有很多工作要做。其中葡糖感受器只有在葡糖氧化酶存在时,才能与糖分结合并测量其水平。但这一连接会产生过氧化氢,会损害眼睛。随着时间推移,设备中的葡糖氧化酶会下降,因此研究人员需要找到一种方法以持续校准葡萄糖感受器的测量结果。

Park承认,在将智能隐形眼镜应用于人体之前还需要进行改善,而且他不会是唯一这么做的人。据报道,除了Verily公司,如今还有Sensimed、EPGLMed、三星、索尼和苹果公司均在研究智能隐形眼镜。目前为止,各公司仍对细节保密。但如果这个韩国的研究结果具有某种指示意义,新的可穿戴诊断设备将能快速实现。

翻译:谢梦莹

审校:董子晨曦

原文来自 环球科学


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