Dette er en av de helt store medisinske drømmene: En kontaktlinse med tusenvis av innebygde biosensorer som konstant overvåker helsen vår ved å måle innholdet av stoffer i væsken i øynene våre.
Dermed slipper for eksempel personer med diabetes å måtte penetrere huden med nåler for å finne det mest hensiktsmessige nivået av insulin. Den oppgaver fikser biosensoren, og den overfører dataene til brukerens mobiltelefon.
En forskergruppe for biosensorer fra Oregon State University, mener nå at en slik teknologi er innen rekkevidde i løpet av få år.
Opplysninger fra tårer
Oppsiktsvekkende nok – og på sett og vis herlig avvekslende – har denne meldingen forbehold, og uten store og sensasjonelle vendinger, slik det gjerne har vært når mer kommersielle biosensor-produsenter har gått ut med at deres revolusjonerende kontaktlinser snart finnes på et øye nær deg.
– Denne typen biosensorer er i dag langt fra så gode at vi kommer til å gjøre medarbeiderne på laboratoriene som utfører blodprøver arbeidsløse. Men vi kan utføre mange diagnostiseringer på bakgrunn av opplysninger som kan trekkes ut av tårer, sa Gregory Herman fra Oregon State University.
Denne uttalelsen kom da han presenterte forskningen på biosensoren under landsmøtet for The National Meeting & Exposition of the American Chemical Society.
Ifølge Phys.org er Gregory Herman og hans forskergruppe kommet så langt med arbeidet sitt at de er klare til å gjennomføre dyreforsøk med biosensorer allerede i år.
- Hudson River-landingen: Flygeren til venstre fikk en Hollywood-film oppkalt etter seg. Han i høyresetet vet de færreste hvem er
Gennombrudd med IGZO-skjermteknologi
Biosensorene til forskerne er basert på et halvledermateriale som består av indium, gallium, zink og oksygen, og dette inngår også i den patenterte skjermteknologien IGZO.
For tiden finnes det bare to produsenter som har lisens til å produsere skjermpaneler med IGZO-teknologien; Samsung og Sharp.
Hvis du har en nyere iPad fra Apple, har du sannsynligvis prøvd å ta på en skjerm med IGZO, men teknologien er fremdeles så fersk at for eksempel Apple først i år har begynt å benytte den i sine øvrige produkter.
Til tross for denne kommende daglige bruken i våre vanlige it-produkter, er det også først helt nylig at forskere for alvor har begynt å undersøke potensialet til IGZO i forbindelse med biomedisinsk utstyr.
Gregory Herman og gruppen hans har i den forbindelsen utviklet en metode for å produsere biosensorer som inneholder en transparent bit med IGZO-transistorer og enzymet glukose-oksidase.
Glukose-oksidase brukes allerede i de tradisjonelle metodene for å måle blodsukkeret; altså mengden av druesukker (glukose) i blodet vårt. Glukose-oksidase katalyserer ganske enkelt oksidasjonen av druesukkeret i blodet ved hjelp av oksygenet i lufta, slik at det dannes glukonsyre og hydrogenperoksid. Når druesukkeret blir oksidert, endres pH-verdien og den elektriske ladningen i IGZO-transistoren. Intensiteten i endringen er med på å angi mengden av druesukker i blodet.
- DNA-teknologien fjerner syke gener: Her kan kuren for HIV og kreft ligge
2500 biosensorer i én linse
En biosensor basert på denne teknologien med en IGZO-transistor, kan også benyttes som et lite implantat under huden, men håpet med biosensorer er at man kan kunne utføre diagnostiseringer som er mindre smertefulle, siden de ikke krever innvortes inngrep, eller produkter som skal fungere under huden med risiko for infeksjoner.
I forbindelse med biosensoren til Oregon State University-gruppen benytter de seg også av spesialutviklede nanostrukturer i biosensoren, for å øke følsomheten og kompensere for at målingen av blodsukker-nivået via væsken i øyet krever ekstra fintfølende måleutstyr.
I teorien kan det bli snakk om 2500 biosensorer som kan dyttes inn på en kvadratmillimeter på en kontaktlinse. Disse biosensorene kan deretter hver for seg overvåke ulike kroppsfunksjoner og indikere om for eksempel nyrene fungerer som de skal, eller om det finnes tegn på kreft.
Når biosensorene er fullt utviklet, er det meningen at de skal være i stand til å overføre de innsamlede helseopplysningene til brukerens smarttelefon via Bluetooth eller wifi.
- Genetikkens atombombe: Denne teknologien kan fjerne brunsnegler, lakselus og flått
Google feilet med biosensor
Men som nevnt tar forskergruppen også noen forbehold for biosensor-arbeidet sitt, og forsøket på et gjennombrudd innen helse-it. Det er det også god grunn til, noe andres bitre erfaringer viser.
Ta for eksempel selveste Google, som har dedikert en tredel av investeringskapitalen sin til helse-it, men hittil uten de helt store resultatene. Den største bommerten er life science-selskapet Verily.
I 2014 annonserte Verily at det bare ville ta dem et halvt år å produsere en prototyp på en fluorescerende kontaktlinse til glukosemåling, slik at diabetikere kunne slippe å ta blodprøver for å måle blodsukkeret. Men partikler i lufta har vist seg å gjøre glukosemålingen vanskelig.
Tariq Osman Andersen er adjunkt ved Datalogisk Institut ved Københavns Universitet, og forsker i mHealth, noe som innebærer medisin og folkehelse støttet av mobile enheter. Han mener at de potensielle tricordere og biosensorer er enda et eksempel på en økende boom av spennende teknologier, men at det er vanskelig å gjøre dem brukbare og sikre at de faktisk er klinisk pålitelige.
- Slik virker øyet: Derfor blir synet dårligere etter 40
Kan overbelaste legene
I Tariq Osman Andersens arbeid på det såkalte Scaut-projekt er en av de store utfordringene å overføre sensordata fra pacemakere til bruk for pasienter og klinisk personal på Hjertecentret på Rigshospitalet i København.
– Én ting er å fremskaffe nye helsedata fra sensorer i og omkring pasienter. Men det er noe helt annet å samtidig gjøre dataene meningsfulle og håndterbare for klinikker og pasient, sier han, og poengterer at mange nye «selvhjelpsteknologier» mangler den menneskelige faktoren som kan gjøre det enkelt for en pasient å handle på bakgrunn av dataene i hverdagen. Det krever svært ofte kontakt med eksperter som leger og sykepleiere.
– Potensialet er stort. Men ulempen er også at vi ganske enkelt risikerer at legene blir overbelastet med pasienter som har samlet inn alle mulige former for helsedata om tilstanden sin. Når vi ikke samtidig bygger opp samarbeid og kommunikasjon rundt de nye dataene, vil både pasient og klinikker få problemer med å nyttiggjøre seg dem, sa Tariq Osman Andersen til det danske bladet Ingeniøren i februar.
Du kan lese mer om den amerikanske forskergruppens arbeid for å produsere en gjennomsiktig biosensor hos Phys.org og i denne studien publisert i tidsskriftet NanoScale via Royal Society of Chemistry.
- Artikkelen er tidligere publisert på Ing.dk.
