Mensen met diabetes zouden spoedig gedag kunnen zeggen tegen de pijn en het gedoe van naalden dankzij een nieuwe onderhuidse sensor die de bloedsuikerspiegel in de gaten houdt door een simpele armbeweging.De sensor, die kleiner is dan een muntje en flinterdun, is gebaseerd op dezelfde theorie als die van plastic veiligheidslabels die men gebruikt tegen winkeldiefstal. Dit middel zal 15 juli worden beschreven in de uitgave van Analytical Chemistry, een uitgave van de American Chemical Society, gerecenseerd door vakgenoten. De American Chemical Society is 's werelds grootste wetenschappelijke gemeenschap die ook voorproefjes zal tonen van het meten van gifstoffen in de omgeving en terroristische stoffen zoals ricin.
"De visie van ons werk is een passieve sensor van vrijwel ongelimiteerde levensduur die in het huidweefsel geplaatst kan worden", zegt Craig Grimes, arts en professor Elektrische Techniek aan de Penn State University en hoofdauteur van de publicatie. Ontworpen als een goedkoop middel om de bloedsuikerspiegel van diabetici continue te meten, vereist de passieve sensor geen interne stroomaanvoer en geen verbindingen buiten het lichaam, volgens Grimes en zijn medewerkers. "Steeds als nieuwe up-to-date informatie nodig is, zwaait de persoon met zijn hand of arm voor een afleesapparaat dat automatisch de sensor opspoort", zegt Grimes. De sensor is gebaseerd op 'magnetisch-elastische' technologie, net zoals de plastic veiligheidslabels in winkels die draadloos gesignaleerd worden als je de winkel verlaat.
"De kosten van deze anti-diefstal markeringen is een cent", zegt Grimes. "We hebben van te voren dezelfde prijsverhouding afgesproken zodat de materiaalkosten van de sensor bijna nul zijn." De elektronica die het afleesapparaat gebruikt, dat zo groot is als een polshorloge, kost circa $50, schat de onderzoeker.
'Magnetisch-elastische' sensors kunnen beschouwd worden als de magnetische tegenhanger van een akoestische bel", verklaart Grimes. "Als je de bel met een hamer raakt, klingelt de bel met een bepaalde frequentie. Als je de bel bedekt met een verflaag, verandert de frequentie." Zo vibreren de moleculen in een 'magnetisch-elastische' sensor ook in de aanwezigheid van een magnetisch veld en de frequentie varieert afhankelijk van de verschillende chemische lagen.
Grimes' glucosesensor heeft een laagje polymeer dat reageert op de veranderingen in de zuurgraad en daarna zit er een laagje van de chemische glucose oxidase. De glucose oxidase reageert op bloedglucose door een zuur te produceren dat ervoor zorgt dat de polymeer opzwelt en de frequentie van de sensor verandert. Het afleesapparaat interpreteert deze veranderingen dan als bloedsuikerspiegels.
"In het algemeen kunnen we een sensor van 6 mm lengte tot circa 15 cm afstand meten", zegt Grimes. Hij werkt aan het ontwikkelen van sensors die meerdere chemicaliën tegelijkertijd kunnen waarnemen. Om dit te bereiken, maakt hij een boom van sensors die in lengte variëren (en dus in frequentie) die verbonden zijn aan een centrale 'I-beam'. De sensors hebben allemaal een laagje van een andere chemische stof, wat resulteert in een harpachtig platform van circa een halve cm hoog voor een sensor van 10 chemicaliën.
"Er zijn veel biologische stoffen die we graag willen opsporen", zegt Grimes. Tot nu toe hebben hij en zijn collega's systemen ontwikkeld om Ecoli en Stafylokok enterotoxin B - twee oorzaken van voedselvergiftiging - en de terroristische stof ricin.
Grimes werkt nog niet samen met een ontwikkelaar om de glucose sensor te commercialiseren, maar hij verwacht dat het systeem na een minimum aan bijschaven regelrecht op dieren getest kan worden. "We hebben de technologie gedurende jaren ontwikkeld met een heel krap budget. Als er nu iemand langskomt en zegt 'Laten we het doen", dan is het een snel proces", zegt hij.
Matrix, here we come...
Welcome to the real world...
