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'智能隐形眼镜传感器'用于糖尿病和青光眼的诊断

2019-05-28

  最近一项与UNIST有关的研究提出,只需佩戴带内置无线智能传感器的隐形眼镜,就可以进行原位人体健康监测。

  本研究由材料科学与工程教授Jang-Ung教授,生命科学学院Chang Chang Lee教授和UNIST电气与计算机工程教授Franklin Bien与眼科学教授Hong Kyun Kim和Kwi教授共同进行。 Kyungpook国立大学(KNU)的内科Hyun Bae。

  在这项研究中,研究团队推出了一款智能隐形眼镜传感器,可以帮助监测生物标记物的眼压(IOP),糖尿病和其他健康状况。研究小组预计,这项研究突破可能会导致能够检测和治疗各种人类疾病的生物传感器的发展,并被用作下一代智能隐形眼镜相关电子设备的组成部分。

  糖尿病是高血糖水平的最常见原因。高血糖症是过量的葡萄糖在血浆中循环的病症。如果这种情况持续超过两个小时,患者将被诊断患有糖尿病。

  由于可以用泪液测量血糖,因此已经进行了许多尝试以用隐形眼镜监测糖尿病。尽管在过去几十年中进行了大量研究,但传统智能隐形眼镜的最大缺点被认为是耐用性差。现有智能隐形眼镜中使用的电极是不透明的,因此在佩戴时会使视线模糊不清。此外,由于它们是透镜状的坚固塑料材料,许多人抱怨隐形眼镜磨损的舒适性问题使得佩戴它们变得不可能。

  Park教授和他的研究团队通过开发基于透明和柔性材料的传感器解决了这些问题。他们的新型智能隐形眼镜传感器使用由高度可拉伸和透明的石墨烯片和金属纳米线制成的电极。

  使用这种传感器,患有糖尿病和青光眼的患者可能有一天能够自我监测血糖水平和眼压。通过隐形眼镜传感器中的嵌入式无线天线,患者还可以传输他们的健康信息,从而可以实时监测他们的健康状况。另外,由于系统使用无线天线来读取传感器信息,因此智能隐形眼镜传感器不需要单独的电源,如电池。

  使用介电层可以实现眼内压测量。介电层是非导电层,其特征在于极性将正电荷和负电荷分开。随着眼压升高,该层的厚度从变薄变为随着眼压降低而变厚。嵌入隐形眼镜中的IOP传感器检测到这一点并将信息发送到无线天线。

  研究小组表示,尽管隐形眼镜发生变形,他们新开发的内置压力感应和葡萄糖监测传感器的智能镜头仍可检测血糖和眼压。即使暴露于人眼泪中的各种物质,传感器特性也得以保持。

  “据观察,活体兔在佩戴隐形眼镜传感器时没有出现任何异常行为,”该研究的第一作者Joohee Kim(材料科学与工程的综合研究生/博士生)说。

  当镜头变形时,隐形眼镜传感器特性不会改变。即使当传感器暴露于人眼泪中的各种材料时,也保持了特性,并且柔韧性和拉伸性也是优异的。此外,由于电子传感器插入软性隐形眼镜中,因此佩戴它的感觉也很好。

  “通过在智能隐形眼镜传感器的生产中实施两种透明电子传感器,该研究可用于诊断疾病(糖尿病和青光眼),”Park教授说。“我们现在距离电影中智能隐形眼镜的虚构想法更近了一步,比如”少数派报告“和”使命:不可能“。

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