Tükürükteki glikozu ölçen sensör, diyabetli kişilere kolaylık sağlayabilir

Diyabet, vücudun kan şekeri seviyesini düzenleyememesi sonucu ortaya çıkan ve dünya çapında yaklaşık 463 milyon insanı etkileyen kronik bir hastalıktır . Kan şekeri seviyesi, vücudun enerji üretmek için kullandığı glikoz adlı bir şeker türüdür. Normalde, pankreas adlı bir organ insülin adlı bir hormon salgılar. İnsülin, glikozun kandan hücrelere taşınmasına yardımcı olur. Diyabetli kişilerde ise, pankreas yeterli insülin üretemez veya vücut insüline karşı dirençli hale gelir. Bu durumda, kanda fazla miktarda glikoz birikir ve yüksek kan şekeri (hiperglisemi) olarak adlandırılan bir duruma yol açar. Yükselen glikoz seviyeleri kalp-damar hastalıkları, böbrek yetmezliği, görme kaybı ve diğer rahatsızlıklara yol açabilir . Bu nedenle, diyabetli kişilerin kan şekerini orta seviyelerde tutması hayati önem taşır.

Diyabetli kişilerin kan şekerini izlemek için kullanabilecekleri çeşitli yöntemler vardır. En yaygın yöntem, günde birkaç kez parmaklarını delerek bir damla kanı analiz eden cihazlar kullanmaktır. Bu yöntem hem rahatsız edici hem de enfeksiyon riski taşır. Ayrıca, bu cihazlar sadece anlık glikoz seviyelerini gösterir ve uzun vadeli eğilimleri izlemek için yeterli değildir.

Son zamanlarda, implante edilmiş sensörler rahatsız edici iğne batması olmadan sürekli glikoz takibi sağlayabilmektedir. Bu sensörler, cilt altına yerleştirilen küçük bir elektrot ile vücuttaki glikoz seviyelerini ölçer ve sonuçları akıllı telefona veya başka bir cihaza gönderir . Ancak bu cihazlar daha düşük glikoz seviyeleri için daha az doğru olabilir ve çocuklar için onaylanmamaktadır . Ayrıca, bu cihazların maliyeti yüksektir ve düzenli olarak değiştirilmeleri gerekmektedir .

Glikozu izlemenin daha uygun bir yolu, kan şekeri düzeyleriyle ilişkili olan tükürüğün test edilmesi olabilir. Tükürük örneği almak kan örneği almaktan daha kolay ve ağrısızdır. Ayrıca, tükürükteki glikoz seviyeleri kandakine benzer şekilde değişir ve yemekten sonra yaklaşık 15 dakika içinde dengelenir . Ancak tükürükteki glikoz konsantrasyonları kandakinden çok daha düşüktür (yaklaşık 1000 kat), bu da gelişmiş laboratuvar ekipmanı olmadan doğru ölçümü zorlaştırır .

KAUST (Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi) araştırmacıları şimdi ince film transistöre dayanan son derece hassas bir glikoz dedektörü yarattı . Ekip üyesi Abhinav Sharma, bu küçük, hafif ve düşük güçlü cihazların, ucuz tek kullanımlık sensörler olarak seri üretime uygun olabileceğini söylüyor. “Tükürüğü araç olarak kullanan, kullanımı kolay, invaziv olmayan bir glikoz ölçüm cihazı, dünya çapında milyonlarca hastanın hayatını değiştirebilir” diyor.

Transistör, üzerinde glikoz oksidaz enzimi bulunan ince yarı iletken indiyum oksit ve çinko oksit katmanları içerir. Sensöre bir tükürük örneği yerleştirildiğinde, spesifik enzim, D-glukonolakton ve hidrojen peroksit üretmek için mevcut glikozu oksitler. Hidrojen peroksitin elektriksel oksidasyonu daha sonra yarı iletken katmanlara giren elektronları üretir. Bu, yarı iletkenlerden akan akımı değiştirir ve bu etkinin boyutu, numune içindeki glikoz konsantrasyonunu gösterir.

Araştırmacılar, cihazlarını, farklı miktarlarda glikoz eklenmiş insan tükürük örneklerini kullanarak test etti ve ayrıca testleri yapmadan önce oruç tutan gönüllülerin tükürüklerini analiz etti (tükürükteki glikoz seviyeleri, yemekten hemen sonraki kan şekeriyle korele olmayabilir).

Cihazın geniş bir aralıktaki glikoz konsantrasyonlarını bir dakikadan daha kısa bir sürede doğru şekilde ölçtüğünü buldular. En önemlisi, sensör fruktoz ve sukroz gibi şeker türevleri de dahil olmak üzere tükürükteki diğer moleküller tarafından engellenmedi. Cihazın hassasiyeti zamanla azalsa da oda sıcaklığında iki hafta saklandıktan sonra hala iyi performans gösteriyordu.

Ekip şu anda tükürükteki birden fazla metaboliti aynı anda tespit edebilen bir dizi transistör sensörü geliştiriyor. Ekibe liderlik eden Thomas Anthopoulos, “Akıllı telefona entegre edilebilecek taşınabilir sensör dizilerinin geliştirilmesi, araştırma için gelecekteki potansiyel bir yöndür” diyor.