Инженеры и нейробиологи Калифорнийского университета в Сан-Диего создали датчик в виде мягкого пластыря, который крепится на подушечку пальца и непрерывно отслеживает уровень препаратов от болезни Паркинсона по поту пациента. Устройство не требует батареек, а его показания не уступают по точности результатам лабораторных анализов крови. Технология, описанная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, помогает врачам точно корректировать дозировку лекарств для пациентов, не выходящих из дома.
© Magnific
Сегодня подобрать правильную дозу леводопы — основного препарата для борьбы с болезнью Паркинсона — крайне сложно. Слишком малая доза неэффективна и лишает пациента возможности двигаться, слишком большая вызывает тяжелые неконтролируемые судороги. Со временем "терапевтическое окно" — время, когда лекарство действует эффективно и безопасно, — сужается до двух часов. Сейчас врачи вынуждены полагаться на дневники, которые ведут сами пациенты, но такой подход не позволяет вовремя заметить опасные провалы в действии препарата.
Новый пластырь решает эту проблему. Он крепится на палец — туда, где больше всего потовых желез. Внутри устройства — специальный гель, который действует как губка: он содержит смесь солей и безвредных растворителей и буквально вытягивает пот из пор. Лекарственный препарат, содержащийся в поте, вступает в контакт с ферментами, встроенными в пластырь, и запускается химическая реакция, которая генерирует слабый электрический сигнал. Величина этого напряжения показывает уровень лекарства в организме: чем ниже напряжение, тем меньше препарата, и наоборот. Причем этот же сигнал служит источником питания для датчика — никаких батареек не нужно.
В клинических испытаниях с участием здоровых добровольцев и пациентов с болезнью Паркинсона пластырь показал такую же точность, как и стандартные анализы крови, выполняемые в лаборатории. Исследование также выявило неожиданный факт: у людей с болезнью Паркинсона леводопа выводится из организма значительно быстрее, чем у здоровых. Это объясняет, почему состояние пациентов может внезапно ухудшаться. Таким образом, с помощью датчика легко корректировать терапию, добиваясь наиболее эффективной схемы приема лекарства.
Технология закладывает основу для полностью автоматизированной системы "замкнутого цикла": пластырь сможет передавать данные на помпу, которая будет вводить лекарство точно в тот момент, когда оно необходимо организму.
Неинвазивная диагностика: где еще применяется
Разработка калифорнийских ученых и технологов — лишь одно из многих свидетельств того, что медицина движется в сторону полностью безболезненной диагностики. Особенно активно эти исследования ведутся в области контроля сахара у диабетиков, где проблема ежедневных уколов стоит наиболее остро, в первую очередь у детей. "РГ" подобрала несколько наиболее интересных разработок, позволяющих проводить сложную диагностику без проколов и других болезненных манипуляций.
1. Лазер вместо иглы
Инженеры Массачусетского технологического института (США) создали метод, использующий особый вид спектроскопии — технологии, основанной на просвечивании кожи ближним инфракрасным светом. Анализируя характер рассеивания света в организме, аппарат определяет уровень глюкозы в крови без единого прокола. Результаты этой работы опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering (2025). Сейчас прототип будущего прибора довольно громоздкий — размером с обувную коробку, но исследователи уже тестируют миниатюрную версию, которую в перспективе можно встроить в умные часы.
2. Ультразвук под контролем искусственного интеллекта
Группа ученых из США и Японии предложила использовать обычный ультразвуковой датчик, который посылает акустические сигналы прямо в кровоток. Полученные данные анализирует нейросеть — по заявлению авторов, точность классификации уровня глюкозы достигает 99%. Технические детали и клинические результаты описаны в IEEE Transactions on Biomedical Engineering (в 2025 году). При этом не нужен ни забор крови, ни даже пот — сигнал считывается через кожу.
3. «Умные» пластыри по поту
Ближе всего к разработке ученых из Калифорнии работа российских исследователей из Томского политехнического университета. Вместе с китайскими коллегами они также создали гибкий датчик-"пластырь", который определяет сахар в поте всего за пять секунд. Об этой разработке писала "РГ". Устройство питается от встроенного суперконденсатора и выдерживает до 15 000 циклов зарядки. Итоги эксперимента опубликованы в российском журнале "Биомедицинская химия". Параллельно в Саратовском государственном университете разрабатывают похожие датчики на основе наночастиц — их математическая модель с машинным обучением дает точность прогнозов до 93,8% (статья в Sensors and Actuators B: Chemical, 2025).
4. Глюкометр в виде браслета
Швейцарская компания Liom разрабатывает носимый браслет, также использующий спектроскопию для считывания биохимических сигналов через кожу. Данные первых клинических испытаний были представлены на ежегодной конференции American Diabetes Association в 2024 году. Разработчики заявили, что точность их браслета сравнима с первыми поколениями инвазивных датчиков.
Как видите, идея отказа от игл давно витает в воздухе. Будь то анализ пота, световые лучи, ультразвук или наночастицы — все эти технологии преследуют одну цель: сделать контроль хронических заболеваний ежедневной рутиной, не доставляющей боли и дискомфорта. И судя по темпам разработок, будущее, где для анализа крови достаточно просто приложить палец к смарт-часам или наклеить пластырь, уже не за горами.
