Бездротовий назубний сенсор навчили визначати склад їжі

Інженери створили компактний сенсор, який кріпиться прямо на зуб і здатний визначати концентрацію глюкози, солі, спирту та інших речовин у їжі та напоях, які вживає людина. Для харчування і передачі даних у пристрої встановлена пасивна антена, повідомляють дослідники в журналі.

Відстеження споживання їжі дозволяє вивчати її вплив на організм і навіть діагностувати деякі захворювання. Нещодавно інженери створили і випробували на людях данець, що ковтає, вимірює концентрацію кишкових газів. Разом з даними про те, яку їжу приймав пацієнт, дані з цього датчика дозволяють визначити засвоєння їжі, а також можуть вказати на захворювання шлунково-кишкового тракту. При розробці подібних пристроїв інженери стикаються з безліччю проблем, наприклад, вони повинні бути біосумісними і компактними. Крім того, оскільки зазвичай у такі сенсори важко встановити ємний акумулятор, вони нерідко отримують енергію від зовнішнього джерела.

Інженери під керівництвом Фьоренцо Оменетто (Fiorenzo Omenetto) з Університету Тафтса створили компактний сенсор їжі, що працює від зовнішнього радіопередавача. Він є квадратною рамкою зі стороною два або три міліметри (автори створили кілька прототипів). Ця рамка складається з трьох шарів: два розімкнутих кільцевих резонатора з золота і шар гідрогелю або шовку, що знаходиться між ними.

Зовнішні шари сенсору можуть резонувати від радіосигналу і резонансна частота залежить від відстані між ними. Принцип дії сенсора заснований на тому, що при попаданні в сенсор розчинів різних речовин середній шар збільшує свою товщину і за рахунок цього змінюється резонансна частота і амплітуда сигналу.

Дослідники протестували прототипи сенсорів в лабораторних умовах, помістивши їх в різні рідини, наприклад, дистильовану воду, розчин етилового спирту або натрій-фосфатний буфер (водний розчин декількох солей натрію і калію). Сенсори показали помітні зміни в резонансній частоті та амплітуді у відповідь на різні речовини.

Також автори провели кілька тестів на добровольцях, закріпивши сенсори на їхніх зубах, і також підтвердили працездатність пристроїв. Крім цього, дослідники показали, що при використанні гідрогелю можна також визначати зміни в pH і температурі навколо сенсора.

Нещодавно корейські вчені створили розумну контактну лінзу, здатну визначати рівень глюкози в крові людини за рахунок вимірювання її вмісту в сльозі. При нормальному рівні глюкози в ній горить світлодіод, а при перевищенні порогового рівня опір в лінзі падає і світлодіод відключається, попереджаючи людину про небезпеку.