Разработка ученых СПбГЭТУ «ЛЭТИ» выполняется при поддержке Министерства науки и высшего образования в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы».
В состав коллектива разработчиков прибора вошли профессор кафедры биотехнических систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Валентин Викторович Шаповалов, директор Научно-исследовательского конструкторско-технологического институт биотехнических систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (НИКТИ БТС) Сергей Юрьевич Дудников. Научный руководитель – доцент кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Борис Симхович Гуревич.
Разработка быстродействующего и надежного неинвазивного глюкометра сегодня актуальна и крайне востребована с целью своевременной профилактики и лечения сахарного диабета. Заболевание, которое во всем мире распространяется катастрофическими темпами, оценивается национальными системами здравоохранения как угроза первого порядка. Согласно данным Международной федерации диабета (IDF), в настоящее время в мире зарегистрировано 415 млн человек, которые болеют сахарным диабетом. К 2040 г. прогнозируется рост числа людей больных диабетом до 642 млн человек.
«Больные сахарным диабетом вынуждены постоянно следить за уровнем сахара в крови, для чего используются специальные приборы – глюкометры. Традиционному прибору для проведения экспресс-анализа требуется капелька крови и специальные реагенты, обычно в виде специальных полосок-стрипов. Таким образом, больной сахарным диабетом каждый день вынужден делать микропорезы специальным скарификатором для того, чтобы узнать уровень сахара в крови и оперативно его скорректировать. Учитывая, что некоторые формы диабета снижают скорость заживления тканей, каждый анализ несет дополнительные риски инфекции», – поясняет один из разработчиков, директор НИКТИ БТС СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Сергей Юрьевич Дудников.
Новый прибор работает по принципу спектрального анализа. Для того, чтобы получить данные о составе крови, на мочку уха или на кончик языка на несколько секунд закрепляется специальная клипса с чувствительным датчиком и световодом, подсоединенным к прецизионному источнику света с управляемым спектром. Свет, проходя сквозь ткани человеческого тела, рассеивается в зависимости от содержащихся в тканях человека химических элементов.
Экспериментальная установка по реализации принципа действия источника света
Макет источника света
Специально разработанный источник света с управляемым спектром последовательно генерирует свет различной частоты и интенсивности, так как разные химические элементы по-разному рассеивают и поглощают свет в зависимости от его характеристик. Датчик на клипсе регистрирует свет, прошедший сквозь ткани уха, и передает их в аналитический блок аппаратно-программного модуля. Аналитический блок получает результаты множественных измерений спектров поглощения тканей человека от датчика и на основе системы уравнений определяет содержание глюкозы в крови.
«Предлагаемый способ измерения уровня сахара в крови не требует забора крови, а значит, нет и порезов. Весь процесс измерения занимает несколько секунд, не доставляет неудобств и не требует специальных знаний и навыков. Для проведения анализа не нужны реагенты, стоимость которых для бюджета системы здравоохранения и самих больных может быть существенной статьей расходов. Проводить анализ можно сколь угодно часто при любом ухудшении самочувствия, не нанося никакого вреда здоровью». Директор НИКТИ БТС СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Сергей Юрьевич Дудников
После завершения проекта, которое запланировано на середину 2020-го года, предприятия, выпускающие медицинское оборудование, получат модуль, который можно будет использовать для производства стационарных и персональных медицинских приборов.
Пионером в производстве инновационных приборов по праву станет АО «Научные приборы». Эта компания не просто обеспечивает софинансирование перспективной разработки и выполняет часть научно-технических работ, но уже активно готовит свое производство для выпуска столь необходимых для больных диабетом приборов. Первые серийные образцы оптических глюкометров под торговой маркой «Научные приборы» стоит ожидать после 2021 года.
Разработка ученых СПбГЭТУ «ЛЭТИ» была представлена в ходе научной сессии, которая проходила с 9 по 13 апреля 2018 г. в Санкт-Петербургском государственном университете аэрокосмического приборостроения и была посвящена Всемирному дню космонавтики.
Источник: СПбГЭТУ "ЛЭТИ"