Tài liệu Cảm biến ứng dụng trong y học với phương pháp cấy đi-ốt phát quang siêu nhỏ pot

Cảm biến ứng dụng trong
y học với phương pháp cấy
đi-ốt phát quang siêu nhỏ

SMSI đang nỗ lực triển khai và phát triển cảm biến glucose,
cảm biến có thể cấy dưới da trong vòng một năm. Chúng có
cách tiếp cận một cách mới lạ khi sử dụng đi-ốt phát quang
siêu nhỏ hoặc LED gần giống thiết bị nhận đi-ốt phát quang
riêng biệt, giống như một chiếc máy tính năng lượng mặt
trời, nó có khả năng đo ánh sáng.
Điều gì khiến cho các thiết bị này thực sự mới?

Cả giá trị và giá cả của mỗi cảm biến đều được cải tiến. Với
kích thước nhỏ và giá cả thấp thực sự đã mở ra cánh cửa cho
những ứng dụng mới, và đặc biệt hơn các cảm biến nhỏ khác,
nó có thể được cấy dưới da.
Hiện tại, chiếc cảm biến của SMSI được bao bọc bởi 2 lớp
glucose ISF và ứng dụng một vài lý thuyết phân tử về hiện
tượng phát quang khi có xuất hiện của glucose. Nếu có càng
nhiều glucose thì ánh sáng phát ra do phát quang càng mạnh
và ngược lại, và do đó ánh sáng có thể đo lường bằng các đi-
ốt phát quang với tín hiệu sóng phát ra.
Những vấn đề còn lại trong việc chế tạo cảm biến, đó là chế
tạo được phân tử huỳnh quang, các phân tử sẽ phát quang
trên phạm vi mong muốn đo của glucose, làm ổn định các
phân tử huỳnh quang trong phần cứng, phát triển một phần
cứng nhỏ và chính xác, và truyền tín hiệu đo được trong cơ
thể ra bên ngoài mà không có sự gia tăng đáng kể về kích
thước cũng như điện năng yêu cầu. Có nhiều câu hỏi đặt ra,

ví dụ như như kim loại hay chất dẻo sẽ được sử dụng và
chúng sẽ được lắp đặt dưới da như thế nào hoặc cách thức để
tháo bỏ khi không cần thiết. Các câu hỏi còn xoay quanh việc
liệu có thể chế tạo ra được loại phân tử huỳnh quang có thể
làm việc trên phạm vi mong muốn của glucose. Nếu tất cả
các câu hỏi trên đều có câu trả lời, vấn đề còn lại chỉ là tiếp
cận sao cho phù hợp.
Có thể cấy glucose giám sát
Một con chip đang được triển
khai bởi liên hiệp cảm biến y
học và khoa học (SMSI) kết
hợp chặt chẽ với cảm biến
quang có khả năng dò tìm một
phạm vi rộng của máy phân
tích, bao gồm oxy, CO2, PH,
glucose, lactate, và khí gây mê. Những nguyên mẫu oxy của
hãng sử dụng đi-ốt quang siêu nhỏ như một nguồn sáng và
một đi-ốt quang thông thường để đo ánh sáng phát ra. Ưu
điểm lớn nhất là một mức giá thấp làm cho cảm biến được sử
dụng rộng rãi. Một yếu tố then chốt của SMSI đó là thiết kế
nguồn ngay trong cảm biến. Đèn LED nhúng vào một ma

Tất cả được gói gọn
trong kích thước bằng
một viên nang thuốc
trận có các phân tử chỉ thị chất huỳnh quang đã được thay đổi
một số chỉ tiêu kỹ thuật. Arthur Colvin nói: “Nếu ta hiểu
được ánh sáng như thế nào đối với sự có mặt của hợp chất, ta
có thể sử dụng ánh sáng đó để phát hiện sự có mặt chất đó
trong thành phần”, và ông chính là người đã thiết kế cơ sở

cho chiếc cảm biến. “Phần cứng sử dụng những chất liệu đã
rất quen thuộc để xây dựng nên một cảm biến ổn định, rất
nhạy và không hề đắt đỏ”
Kích thước rất nhỏ và giá thấp của những thành phần cảm
biến SMSI là những điều kiện rất thuận lợi cho những ứng
dụng mới, bao gồm việc có thể cấy những cảm biến siêu nhỏ.
Hệ thống giám sát glucose thông thường đòi hỏi phải chọc
vào da và lấy mẫu máu. Ngày nay, SMSI làm việc trên cảm
biến đủ nhỏ để tiêm vào lớp mỡ dưới da để đo lượng đường
trong máu bệnh nhân đái đường. Đường làm giảm ánh sáng
phát ra bởi chất huỳnh quang. Về cơ bản, mức độ glucose
cao, ánh sáng phát ra yếu hơn. Bằng cách đó, cấy cảm biến
SMSI có thể đo được lượng đường bằng nhận biết lượng ánh
sáng bị giảm. Kết quả có thể truyển ra bằng đơn vị giao tiếp
sóng radio. Đơn vị năng lượng thấp, chỉ cần ngưng hoạt động
bên dưới bề mặt da, sẽ được hỗ trợ bên ngoài bằng cảm ứng.
Công ty chỉ ra rằng vẫn còn có thể tối ưu hóa chất huỳnh
quang trong sự phát triển cảm biến. Tuy nhiên, thiết kế chip
đã được hoàn thành. Thiết bị đầu tiên sử dụng đèn LED 22-
µW một phần năng lượng cần cho việc hiển thị trên hầu hết
các máy tính cá nhân.Theo hãng cho biết vì quá trình tìm
huỳnh quang không tiêu thụ hóa chất hay protein, thiết bị này
tự duy trì.
“Bệnh đái tháo đường là bệnh đặc trưng của không phân biệt
tuổi tác, Chủ tịch SMSI và COO Marc Schneebaum cho hay.
“Đó là thời kì mà người bệnh dễ bị tổn thương nhất trong
cuộc đời. Đó chính là lý do thôi thúc chúng tôi làm việc”
Schneebaum nói thêm “một cảm biến được cấy vào cơ thể
con người và có thể cung cấp được thông tin và truy vấn theo
yêu cầu sẽ còn phải được nghiên cứu trong một thời gian khá

dài để thực hiện được chức năng trong việc giúp quản lý các
bệnh nhân bị bệnh tiểu đường”.v