Grafene Dayalı Giyilebilir Biyomedikal Cihazlar Diyabeti Anlık Görüntüleyip Onunla Savaşabilir

Araştırmacılar, insan terini kullanarak doğru biçimde diyabet görüntülemesini sağlayan ve geri bildirim veren grafene dayalı giyilebilir bir yama (patch) geliştirdiler. Bilim insanları cihazın deteksiyon kapasitesini elektrokimyasal olarak aktif ve yumuşak fonksiyonel materyallerin altın kaplı grafen ve bir yılan gibi kıvrılan altın ağı içeren hibrit üzerine entegre edilmesiyle arttırdılar. Ayrıca, cihazın pH ve sıcaklık görüntüleme fonksiyonunun enzime dayalı glukoz sensörünün pH (kan asidite seviyesi) ve sıcaklık tarafından etkilendiğinde terdeki glukoz ölçümlerini sistematik olarak doğrulanmasına izin verdiğini belirtiyorlar.

Diyabet ve Glukoz Seviyelerinin Düzenlenmesi

İnsülin pankreasta üretilir ve kan şekeri seviyesinde bir dengenin sürdürülmesini glukozun kullanımını düzenleyerek sağlar. Yetersiz miktardaki insülin, hiperglisemi olarak bilinen yüksek kan glukoz seviyesiyle sonuçlanan diyabete neden olur. Tip 2 diyabet, bilinen tedavisi olmayan ve en sık görülen diyabet çeşididir. Diyabetiklere uygun şu anki tedaviler ağrı verici, zahmetli ve masraflı olmasının yanında düzenli doktor ziyareti ve glukoz seviyelerini kayıt etmeye yarayan ev test kitlerini kapsamaktadır. Hastalar ayrıca glukoz seviyelerini düzenlemek amacıyla rahatsız edici insülin iğneleri yapmalıdırlar. Sonuç olarak, multifonksiyonel giyilebilir cihazları kullanarak diyabetin önemli belirteçlerinin non-invazif, acısız ve stresten uzak olarak görüntülenmesine ihtiyaç vardır. Üretilen bu cihaz bunları sağlayarak doktor ziyaretleri ve ilaçların uzun ve pahalı olmasını azaltmaktadır.

Grafene Dayalı Giyilebilir Cihazların Bileşenleri

İnsan derisi üzerindeki grafen hibrit elektrokimyasal cihazın fotoğrafı

Araştırmacılar üretilen giyilebilir grafene dayalı cihazların sadece tere dayalı glukoz ve pH görüntülemesi değil aynı zamanda sıcaklığa duyarlı mikro iğneler yoluyla kontrollü biçimde deri altı ilaç taşınmasında yetenekli olduğundan söz ediyorlar. Ter glukoz konsantrasyonlarının doğru ölçülmesi, hastanın kanındaki glukoz seviyelerinin tahmin edilmesinde kullanılmaktadır. Pek çok kez kullanımdan sonra cihaz orijinal duyarlılığını korumaktadır, böylece çoklu uygulamaya olanak vermektedir. Ayrıca cihazın taşınabilir, kablosuz bir güç kaynağına ve veri iletim ünitesine bağlanması, diyabetin hastanın çok yakınında tedavisine izin vermektedir. Yama (patch) deriye uygulanmaktadı ve ter üretilmesiyle glukoz seviyesinin görüntülenmesine başlanmaktadır. Bunun yanında nem sensörü göreceli nem artışını görüntülemektedir. Yamanın teri toplaması yaklaşık 15 dakika sürmektedir ve glukoz ile pH ölçümlerinin başlaması %80’in üzerinde göreceli neme ulaşıldığında gerçekleşmektedir.

İlaç Alımının ve Cihazın Marifetleri

Cihaz non-invazif uygulamalara izin verdiği için şu anki uygulamalara nazaran çok fazla avantaj göstermektedir. Araştırma ekibinin çalışması boyunca, cihazın tere dayalı glukoz duyarlılığını göstermesinde iki sağlıklı erkek testlere katıldı. İki kişinin de glukoz ve pH değerleri kaydedildi, sonuçta istatiksel analizler diyabet yamasından (patch) ve ticari olarak glukoz testlerinden elde edilen veriler arasındaki güvenli korelasyon ilişkisini doğruladı. Glukozun anormal yüksek seviyeleri saptanırsa, ilaç yüklü mikro iğneler yoluyla hastanın kanına ilaç salınmaktadır. Grafen cihazın yumuşak, yarı transparan ve deri benzeri görünüşü insan derisiyle kolay ve rahat bir temas sağlayarak sensörün herhangi bir deri deformasyonunda etkilenmemesini sağlamaktadır. Bu durum stabil duyarlılık ve etkili ilaç salınımına izin vermektedir.

Giyilebilir diyabet görüntüleme ve in vivo tedavi sisteminin uygulanması

Araştırma ekibi ayrıca diyabetik (db/db) fare deneyleriyle cihazın tedavi edici etkilerini kanıtladı. db farenin karnına yakın uygulanan cihazla tedavi başlamış oldu. Mikro iğneler farenin derisini delerek insülini düzenleyici bir ilaç olan Metformin’i kana saldı. Kontrol grubuna kıyasla mikro iğneler uygulanan grubun kan glukoz konsantrasyonlarında önemli ölçüde bir baskılanma gözlendi. Çalışma ekibindeki bilim insanları kullanılmış mikro iğnelerin yenileriyle kolayca değiştirilebileceğini ve deri yoluyla Metformin tedavisinin sindirim sistemi yoluna kıyasla daha etkili olduğunu çünkü ilacın deri yoluyla doğrudan metabolik dolaşıma katıldığını söylemektedirler.

Nano ölçekli malzemeler ve cihazlardaki bu ilerlemelerin diyabet gibi kronik hastalıkların tedavisinde insanlığa yeni fırsatlar sağlayacağı açıktır.

Detaylı bilgi için tıklayınız.