Il dispositivo che misura il livello di zuccheri nel sangue.

Se commercializzata, questa tecnologia potrebbe contribuire ad alleviare il peso sopportato da persone con diabete e da chi deve controllare ogni giorno il proprio livello di zucchero nel sangue. Faciliterebbe il processo di prelievo di campioni di sangue più volte al giorno, e aiuterebbe con iniezioni di insulina se si rileva che il paziente ha nel sangue livelli di zucchero più alti del solito.

Questa nuova tecnologia è un dispositivo elettrochimico basato sul grafene messo insieme da un gruppo di ricerca presso il Centro di Ricerca delle Nanoparticelle, parte dell'Istituto per la Scienza di base. Il team è stato guidato dal professor Kim Dae-Hyeong della Facoltà di Ingegneria chimica e biologica dell'Università Nazionale di Seul.

I ricercatori hanno combinato un sensore elettronico costituito da un complesso di grafene e micro-aghi. Il grafene è uno strato sottile di atomi di carbonio. Anche se sottile, è forte ed elastico, e può trasportare una corrente elettrica. Il grafene è 200 volte più resistente dell'acciaio e trasferisce 100 volte più corrente elettrica rispetto al rame.

Un utente può controllare il proprio livello di zucchero nel sangue usando un sistema di sensori all'interno di un dispositivo elettrochimico, definito come una «pelle elettronica».

Collegando il dispositivo alla pelle come una benda, il dispositivo è in grado di misurare con precisione il livello di zucchero nel sangue. Esso analizza i livelli di zucchero, temperatura, umidità e acidi del sudore umano. Quando il complesso enzimatico di carbonio del dispositivo soddisfa lo zucchero "fuso" all'interno del sudore di una persona, cambia la corrente elettrica. Monitorando la corrente elettrica, siamo in grado di misurare il livello di zucchero nel sangue. Le informazioni sul livello di zucchero nel sangue possono quindi essere inviate a un dispositivo mobile, come ad esempio uno smartphone.

Se viene rilevato un più alto livello di zucchero nel sangue, un farmaco in grado di controllare i livelli di zucchero nel sangue può permeare nella pelle attraverso i microaghi. Questi aghi sono piccoli come un milionesimo di millimetro. Sono rivestiti con una speciale sostanza che si può "sciogliere" quando è a una temperatura più calda di 40 gradi Celsius. Quando vengono misurati livelli più alti di zucchero nel sangue, la superficie del rivestimento si "scioglie" e la medicina potrà permeare nella pelle.

Il team di ricerca ha testato il dispositivo collegandolo a caviglie umane per 24 ore. I risultati delle misurazioni dello zucchero nel sangue erano gli stessi risultati ottenuti da un analizzatore di glicemia utilizzato per misurare il sudore umano. I risultati sono stati anche identici a misurazioni dei livelli di zucchero nel sangue controllati raccogliendo direttamente il sangue. I ricercatori hanno anche testato il dispositivo su topi affetti da diabete. Hanno attaccato il dispositivo su dei topi al fine di iniettare il farmaco all'interno della pelle, e hanno testimoniato che i livelli ematici diminuivano.

Il dispositivo di nuova concezione è molto elastico, in quanto è fatto da componenti di grafene. Anche se la pelle si muove intorno dopo aver collegato il dispositivo, può ancora controllare i livelli di zucchero nel sangue.

Il professor Kim Dae-Hyeong che guida la ricerca ha detto: "Abbiamo utilizzato il grafene, un materiale di nuova generazione, che ci ha permesso di diagnosticare, trattare e dare una valutazione del diabete. Le tecnologie utilizzate in questo dispositivo possono essere utilizzate in una vasta gamma di settori, non solo per misurare i livelli di zucchero nel sangue, ma anche in cose come sistemi di bio-sensori."

I risultati della ricerca sono stati pubblicati il 22 marzo 2016 sulla homepage di Nature Nanotechnology.