3Dプリントされたスマートフォンケース：血糖値を検出できる

過去数年間、スマートフォンメーカーとアプリ開発者はテクノロジーの最前線に立ち、ユーザーの生活の中でモバイルデバイスが果たす役割に変化をもたらしてきました。ソーシャルメディアのフィードやアングリーバードが、さまざまなフィットネスや睡眠モニタリングアプリでディスクスペースを占有するようになり、携帯電話はコミュニケーションデバイスとしてだけでなく、重要な健康ツールとして再認識されています。カリフォルニア大学サンディエゴ校のエンジニアによるこの分野における最新のブレークスルーにより、糖尿病患者は血糖値を監視できるようになるが、3Dプリントはその開発プロセスの重要な部分であった。

「血糖値モニタリング技術をスマートフォンに統合することで、患者が別のデバイスを持ち歩く必要がなくなります」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校の電気・コンピュータ工学教授、パトリック・メルシエ氏は語る。「もうひとつの利点は、血糖値の測定値をスマートフォンから自動的に保存、処理し、医療提供者やクラウドサービスに送信できることです。」

GPhoneと呼ばれるこの革新的なシステムは現在、概念実証段階にあります。これは、カリフォルニア大学サンディエゴ校のウェアラブルセンサー向けサティスファクトリーセンターのチームによって作成されたもので、プロジェクトの詳細は「スマートフォンプラットフォームに統合された再利用可能な電気化学グルコースセンサー」と題された論文で発表されています。

この技術により、糖尿病患者はいくつかの簡単な部品と独自のモバイルアプリを使用して、いつでもどこでも血糖値をチェックできるようになります。主な構成部品は、3Dプリント技術を使用して安価に製造された、スリムで特別に設計されたスマートフォンケースです。片隅にセンサーが内蔵されており、再利用が可能です。

センサーに磁気的に取り付けられた、使い捨ての小さな酵素入りペレットが、スマートフォンケースの側面に取り付けられた 3D プリントされたスタイラスの中に収められています。これらの顆粒にはグルコースと反応するグルコースオキシダーゼと呼ばれる酵素が含まれています。この化学反応により、センサーの電極で測定できる電気信号が生成されます。信号が大きいほど、グルコース濃度が高くなります。既知のグルコース濃度でのテストでは、このシステムが非常に高い精度で血糖値を測定できることが示されました。

グルコースレベルをテストするには、ユーザーはペレットをセンサーの上に注ぎ、センサーをアクティブにします。次に、ユーザーは血液サンプルを上に置き、説明どおりにセンサーが血糖濃度を測定します。その後、データは Bluetooth 経由でワイヤレスでカスタム設計された Android アプリに送信されます。ソフトウェアは、ユーザーが読み取れる数字をスマートフォンの画面に表示するだけなので、プロセス全体にかかる時間はわずか 20 秒です。

プロジェクトの次のステップは、事前に準備されたグルコース濃度だけでなく、実際の血液サンプルでこの技術をテストし、サンプルのサイズを最小限に抑えることです。現在の試作品では、1回の検査に少なくとも12滴のサンプルを使用するため、糖尿病患者がこのようなDIYモニタリングキットで通常必要とする指の穿刺よりも痛みが強い。このシステムを商業的に実現可能にするには、粒子の価格を下げることも必要です。粒子は現在使用されているテストストリップよりもわずかに高価だからです。
このプロジェクトが成功すれば、チームはいつの日か、特別なケースを必要とせずにこのセンシング技術をモバイルデバイスに直接組み込むことができるようになることを期待しています。その適用は糖尿病患者に限定されません。ナノエンジニアリング教授のジョセフ・ワン氏によると、「このシステムは汎用性が高く、医療、環境、防衛の用途で他の物質を検出するために簡単に改造できる」という。このプロジェクトは、国立衛生研究所の国立生物医学画像・生物工学研究所によって部分的に支援されました。

出典: china-aau.com

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