Brillen können jetzt Diabetes durch Tränen überwachen

• Neue Brillen mit Biosensor können den Blutzuckerspiegel durch die Tränen einer Person messen.
• Der Prozess ist sicher und schmerzlos.
• Das Gerät könnte auch den Vitamin- und Alkoholspiegel im Blut messen.

In den letzten zehn Jahren haben tragbare Geräte ein immenses kommerzielles Interesse geweckt, was zu erheblichen Anstrengungen zur Weiterentwicklung tragbarer und mobiler Sensorsysteme geführt hat.

Während physische Sensoren und tragbare Mobilität schon früh viel Aufmerksamkeit erregten, hat sich der jüngste Trend zur Entwicklung von Geräten verlagert, die (bio)chemische Marker erkennen können.

Tragbare chemische Sensoren wurden bereits in mehrere Plattformen integriert, darunter temporäre Tattoos, Mundschutz, Textilien und Armbänder. Jetzt sind Wissenschaftler der University of California und der University of Sao Paulo (Brasilien) noch einen Schritt weiter gegangen:Sie haben einen neuartigen Biosensor entwickelt, der den Blutzuckerspiegel durch die Tränen einer Person messen kann.

Wie funktioniert es?

Es identifiziert das Glukoseoxidase-Enzym – das hauptsächlich zum Nachweis von freier Glukose in Körperflüssigkeiten verwendet wird – in Tränen. Menschliche Tränen enthalten eine Vielzahl von Metaboliten und durch Messung ihrer Konzentrationen kann man gleichzeitige Blutspiegel aufdecken.

Die Forscher montierten ein Fluidik-Gerät auf dem Nasenrückenpolster der Brille, um das direkte Sammeln von stimulierten Tränen zu ermöglichen.

Tränen werden durch die Tränendrüse produziert und sobald Tränen mit der Glucoseoxidase in Kontakt kommen, wird der Elektronenfluss verändert. Dabei wird ein Signal erzeugt, das von einem im Brillenbügel integrierten Chip verarbeitet wird. Die Ergebnisse werden sofort an ein Smartphone oder einen Computer gesendet, damit Patienten ihren Diabetes in Echtzeit überwachen können.

Referenz:ScienceDirect | DOI:10.1016/j.bios.2019.04.058 | SciDev

Dies ist das erste Gerät, das eine Echtzeit-Tränensammlung und direkte Alkoholmessungen in stimulierten Tränen ermöglicht. Benutzer können die drahtlose elektronische Schaltung in jeden Rahmen integrieren, wodurch ein vollständig tragbares, einfach zu bedienendes, modisches Sensorgerät entsteht.

Brillen mit Biosensor | Bildnachweis:Juliane Sempionatto Moreto 

Derzeit verwenden die meisten Menschen ein tragbares Glykosimeter, das den Blutzuckerspiegel misst. Dabei wird mehrmals täglich in die Fingerkuppen gestochen (um Blutproben zu entnehmen), was ein schmerzhafter und unsicherer Vorgang ist, da die Nadel das Infektionsrisiko erhöht.

Die neue Technologie hingegen ist sicher und schmerzlos. Das Gerät könnte auch den Vitamin- und Alkoholspiegel im Blut messen, indem es einfach die gekoppelten Elektroden ändert, die mit den Nasenpads verbunden sind.

Forscher glauben, dass solche Geräte in ländlichen Gebieten vernachlässigte Krankheiten diagnostizieren und verhindern können. Tatsächlich könnte die Technologie verwendet werden, um genetische Störungen kurz nach oder sogar vor der Geburt zu diagnostizieren.

Noch ein langer Weg

Weitere Studien sind erforderlich, um das System genauer zu machen. Es ist auch notwendig, detaillierte Einblicke in die Wirkung der Tränenstimulation und -sammlung auf die Analytkonzentration zu gewinnen.

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Das Forschungsteam wird versuchen, die Technologie innerhalb von 3 Jahren zu kommerzialisieren. Sie sind sich jedoch nicht sicher, wann mit Biosensor ausgestattete Brillen auf den Markt kommen werden.