事实上,这个概念并不是第一次提出,早在2014年,谷歌就宣布正在开发一种葡萄糖检测隐形眼镜,但直至目前,尚未完成开发。
最新这一突破是由UNIST的材料科学与工程学院的Jang-ung Park教授和UNIST的电气与计算机工程学院的Franklin Bien教授联合成均馆大学先进材料科学与工程学院的Jung Heon Lee教授所完成。
为了解决隐形眼镜不适的问题,Park教授和他的研究小组推出了一种新型智能隐形眼镜,它使用由高度可拉伸和透明材料制成的电极。这款清晰灵活的“镜头”还包含一个葡萄糖传感器,可将电信号发送至LED。借助这款传感器,患者可以使用眼镜中的嵌入式无线天线实时地传输健康信息。
据研究团队介绍,这款创新的智能隐形眼镜,柔软而有弹性,只有少数小的刚性部件,尽可能让佩戴者舒适。
“这些智能隐形眼镜由透明纳米材料制成,因此不会妨碍佩戴者的视线,”第一作者Jihun Park教授说道,“隐形眼镜内的组件围绕边缘排列,远离瞳孔。它们由一个葡萄糖传感器,一个朝外的小型绿色LED,一个天线和一个整流器组成,全部由超细柔性典型连接。天线和整流器接收来自发射器的射频信号,并将其转换成为葡萄糖监测器和LED供电所需的微量电力。因此智能隐形眼镜传感器不需要单独的电源。”
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如上图所示,激活LED像素的电源和葡萄糖传感器通过天线无线传输到眼镜。在泪液中检测到阈值以上的葡萄糖浓度之后,LED像素就关闭了。
目前,研究小组已经成功地在活兔身上通过非侵入性体内测试。兔子在反复眨眼时没有显示出任何异常行为,当葡萄糖浓度超过阈值时,LED像素被关闭。此外,在无线操作过程中,这种智能隐形眼镜仍然可以稳定地保持眼睛的温度,不需要额外加热。
尽管该装置尚未在人体中进行测试。研究小组表示:“智能隐形眼镜在活体兔子的体内测试结果,为未来在人眼中使用进行无创健康监护提供了实质性承诺。” 研究结果发表在1月25日的《Science Advances》杂志上。
“我们的智能隐形眼镜提供了一个无线、连续和无创监测生理状况的平台,以及检测与眼部和其他疾病相关的生物标志物的平台,”Park教授说。 “它还提供了在其他领域扩展适用性的潜力,比如用于药物输送等智能设备。”
强生公司葡萄糖监测部门前任首席科学家John L. Smith对此却不是太乐观,他表示:在柔性隐形眼镜上构建电路令人印象深刻,但是,眼泪中的葡萄糖并不能足够可靠的反映血液中的血糖水平。为了防止血糖升高或降低到危险水平,糖尿病患者必须注意他们的饮食,有时还会注射胰岛素。这就是为什么准确的血糖数是非常关键的。所以必须要以极高的可靠性来做血糖测量,不然可能会让人们受到伤害。
研究人员表示,尽管在人类身上应用这款隐形眼镜,可能还有一段路要走,但研究结果证明了概念的可行性。
来源:生物探索