В Корее создали носимое устройство на основе графена для мониторинга и борьбы с диабетом

Исследователи из Института фундаментальных наук (IBS) в Сеуле, Корея, разработали электронный пластырь, который способен выполнять точные измерения глюкозы, при этом обеспечивая пациента инсулином.

Датчик уровня глюкозы основан на покрытом золотом графене и золотой сетке и работает с помощью встроенного водородного показателя (рН) и сенсоров температуры кожи. Чтобы выпустить инсулин, используются микроиглы, которыми можно управлять путем изменения их температуры. Весь блок посредством беспроводной сети взаимодействует с близлежащим устройством для его питания и сбора показаний.

По словам главы исследования Кима Дэ-Хиеонга, пластырь прикладывается к коже и систематически корректирует изменения глюкозы на основе выделяемого пота, используя датчик уровня кислотности крови и температуру тела пациента. В среднем процедура занимает около 15 минут для сбора пота с участка кожи и достижения относительной влажности более 80%, при которой инициируется время измерения глюкозы и рН.

Благодаря своей высокой проводимости, гибкости и оптической прозрачности графен является универсальным материалом в микро- и макроэлектронике. Тем не менее, низкая плотность электрохимически активных дефектов в графене, синтезированных методом химического осаждения из паровой фазы, ограничивает его применение в биодатчиках. Однако в данном исследовании графен с примесью золота в сочетании с золотой сеткой улучшил электрохимическую активность по сравнению с «голым» графеном, чего стало достаточно, чтобы сформировать носимый пластырь для мониторинга диабета на основе пота и его терапии. Золотая сетка вместе с позолоченным графеном, входящие в гибкое носимое устройство, образуют эффективный электрохимический интерфейс для устойчивой передачи электрических сигналов.

Как показали эксперименты на мышах, пластырь на основе «золотого» графена может выступать в качестве термопривода для доставки метформина и снизить уровень глюкозы в крови мышей, страдающих диабетом.

IBS был основан в 2011 году правительством Республики Корея с единственной целью: продвигать вперед развитие фундаментальной науки в Южной Корее. Институт включает в себя в общей сложности 50 научно-исследовательских центров во всех областях фундаментальной науки, включая математику, физику, химию, науку о жизни, науку о земле и междисциплинарную науку. По состоянию на март 2016 г. IBS запустил 26 научно-исследовательских центров.