San Diego California Üniversitesinde çeşitli mühendislik bölümleriyle yürütülen çalışma sonucu parmak terinden glukoz (şeker), BHB (keton), askerbotik asit (C vitamini), ürik asit (UA), laktat (LA) alkol (alc) gibi birçok biyokimyasal belirteci aynı anda ölçebilen akıllı yüzük geliştirildi.
Günümüzde kullanımda olan akıllı saatler yüzükler sadece kalp atışı, uyku düzeni veya vücut sıcaklığı gibi biyofizikseşl verileri ölçebildiğinden sınırlı fayda sağlıyor. Bunun yanında şeker hastalarının kullandığı sürekli glukoz monitörleri, deriye iğne batırılan veya deri altına yerleştirilen cihazlar sadece glukoz (şeker) ölçümü yapabildikleri biliniyor. Diyabet beslenme takibi için sadece glukozun yeterli olmadığını bilen araştırmacılar, insülin direnci, ketozis veya alkol tüketimi gibi durumlar için farklı kimyasalların takip edilmesi gerektiğini söylüyor. Deriye iğne batırmadan, kullanıcının hiçbir fiziksel efor sarf etmesine gerek kalmadan kullanılabilen yüzük gelecekte tıp dünyasında sağlık takibini kökten değiştirebilir.
CHARM: Sürekli Analiz Eden Yüzük Modülü
CHARM adı verilen akıllı yüzük, menteşe birbirine bağlı iki yarım daireden oluşan, 3d yazıcı üretilmiş kasaya sahip. Yüzüğün iç yapısı ikiye ayrılıyor. Sol bölüm algılama ter çekme bölgesi olarak görev yapıyor. kısımda deriden teri çeken hidrojel, 3 boyutlu kağıt tabanlı mikroakışkan kanal sistemi sensör dizisi bulunuyor. Sağ bölüm batarya elektron bölgesi. Burada araştırmacıların kendi ürettiği esnek, yüksek kapasiteli çinko-gümüş oksit (Zn-agO) batarya küçültülmüş esnek elektronik devre kartı yer alıyor. devre, verileri bluetooth telefona aktarmayı sağlıyor.
Geliştirilen yüzük, geleneksel ter bantları gibi kullanıcının egzersiz yaparak terlemesini ya deriye elektrik veya kimyasal uyarım verilmesini beklemiyor. Yüzüğün altındaki özel hidrojel, “osmotik basınç farkı” adı verilen yöntemle parmak derisindeki teri hiçbir müdahale olmadan kendiliğinden çekiyor. Emilen ter, cihazın içindeki emici mikro emme kanallarından geçerek sensörlere ulaşıyor. Güçlü bataryası sayesinde sistem aralıksız çalışabiliyor 12 saatten fazla kesintisiz veri sağlıyor.
Yüzük, içindeki özel jelin sağladığı doğal emiş gücüyle (osmotik basınçla) deriden çekilen ter üzerinden şeker, keton, C vitamini, ürik asit, laktat alkolü algılayabiliyor. Ancak sistemdeki voltaj düşüşünü önlemek amacıyla aynı anda en fazla 4 farklı değeri eş zamanlı ölçebiliyor.
Yüzüğün iç kısmında yer alan siyah şeritler, özel olarak basılmış elektrokimyasal sensör dizilerinden oluşuyor. Esnek yüzeye özel karbon gümüş mürekkeplerle basılan şeritlerin üzeri, tespit edilmek istenen maddeye uygun enzimlerle kaplandı. Örneğin glukozu ölçmek için glukoz oksidaz, alkolü ölçmek için ise alkol oksidaz enzimi kullanıldı. Ter şeritlerin üzerinden geçerken içindeki maddeler enzimlerle kimyasal tepkimeye giriyor minik elektrik akımı üretiyor. Yüzükteki mikro devre kartı akımı anlık olarak hesaplayarak sonuçları Bluetooth üzerinden telefona aktarıyor.
Kan testi doğrulama ihtiyacı duyulmadı
Yüzük hem tip 1 Diyabet hastası bireylerde hem sağlıklı bireylerde test edildi. Deneklere yemek yedirildi, keton içecekleri (yağ yakımını enerjiyi artıran takviyeler) alkol verildi. Yüzüğün terden ölçtüğü şeker, keton, alkol laktat seviyelerinin hastanelerde veya evde kullanılan standart kan ölçüm cihazları (parmaktan kan alma yolu) ticari CGM cihazlarıyla birebir örtüştüğü görüldü. Ayrıca yüzük, ilk tanımlamanın ardından 2 ay boyunca kan tetsiyle yeniden doğrulanmaya ihtiyaç duymadan hassas ölçüm yapabildi.
Yüzük an başarılı, yüksek doğrulukta çalışan prototip halde parmaktan kimyasal ölçüm yapılabileceğini kanıtladı. Ancak araştırmacılar, cihazın ticari ürüne dönüşmesi yani herkes tarafından kullanılabilir duruma gelmesi için su geçirmezliğinin artırılması (menteşeli tasarımdan tam kapalı tasarıma geçilmesi), daha uzun süreli testler yapılması, geniş klinik hasta gruplarında örneğin çok ani şeker düşüşü yaşayan hastalarda denenmesi sigorta şirketleri gibi ticari onay süreçlerinden geçmesi gerektiğini belirtiyor.
Gerekli ilerlemeler kaydedilebilirse gelecekte çeşitli tıbbi, sağlık beslenme ihtiyaçları için ek biyobelirteçleri (farklı kimyasalları) takip edecek şekilde özelleştirilebilir. Prototip halde olan yüzük, nabız vücut ısısı gibi ölçümler eklendiğinde çok modlu kimyasal-fiziksel hibrit yüzük olarak sağlık takibini tek cihazda birleştirmeyi sağlayabilir. Ayrıca günümüzde kullanılan sürekli glukoz monitörleri (CGM) insülin iğnelerinde olduğu gibi ticari onayla birlikte belirli hasta gruplarının kullanabileceği pratik klinik giyilebilir takip platformu olarak konumlandırılabilir.
: Nature Communications
