Умные контактные линзы для определения концентрации кортизола в слезах в реальном времени с помощью смартфона

Недавно разработанная «умная» контактная линза может быть использована для измерения уровня гормонального кортизола в слезах человека, что может быть полезно при таких расстройствах, как болезнь Иценко-Кушинга.

Новый прибор был описан в публикации в журнале Science Advances.

Кортизол — это биологически активный гормон стероидной природы, вырабатываемый надпочечниками, который ассоциируется со стрессом, а также другими жизненными процессами: давлением крови, метаболизмом, воспалением и т.п. Он важен для регулирования многочисленных процессов во всем организме. Дисрегулированные уровни кортизола могут причинить проблемы — например, болезнь Иценко-Кушинга вызвана слишком высоким уровнем кортизола, в то время как болезнь Аддисона характеризуется слишком низким уровнем кортизола.

Существует множество методов проверки уровня кортизола в различных жидкостях — крови, моче, слезах и т.д. Однако биологически активный кортизол не стабилен при комнатной температуре, поэтому принятие мер в отношении жидкостей, которые собираются и хранятся в течение любого периода времени, может привести к неточностям.

Альтернативной стратегией было бы наличие носимого устройства, которое могло бы измерять уровень кортизола в организме в режиме реального времени. Несмотря на то, что некоторые из таких стратегий были опробованы — например, один из ранее разработанных датчиков, которые можно носить, измеряет уровень кортизола в поту, — они часто предполагают использование громоздкого оборудования, что ограничивает их использование. В свое время мы писали о носимом устройстве в виде патча, который обеспечивает непрерывный мониторинг гормона неинвазивным путем, используя анализ пота, но пока эта разработка находится на стадии прототипа.

Поскольку хорошо известно, что уровень кортизола можно измерять в слезах, то для активного контроля этого параметра корейские ученые из Национального института науки и технологии в Ульсане попробовали использовать «умные» контактные линзы, работающие вместе со смартфоном.

Эта «умная», мягкая контактная линза состоит из сенсора кортизола, беспроводной антенны, конденсаторов, резисторов и интегральных микросхем, которые используют растягивающиеся соединения, не мешая взгляду владельца.

Сами линзы были разработаны таким образом, чтобы обеспечить комфорт при их использовании, а также чтобы не создавать препятствий для зрения пользователя.

Ученые продемонстрировали, что их контактные линзы способны точно измерять концентрации кортизола вплоть до 10 пг/мл (0,01 нг/мл). Обычно уровень кортизола в слезах колеблется от 1 до 40 нанометров на миллилитр (нг/мл).

Тесты показали, что линзу можно реально носить и использовать для сбора данных. Дополнительные эксперименты показали, что сама линза не будет токсична для человеческих клеток.

* Болезнь Иценко-Кушинга – нейроэндокринное расстройство, развивающееся вследствие поражения гипоталамо-гипофизарной системы, гиперсекреции кортикотропина и вторичной гиперфункции коры надпочечников.

Поделиться

Источник