En probe med den optiske fiberen legges inn i blodåren. Fiberen er ikke tykkere enn et hårstrå. Med en forsinkelse på kun ett til to minutter vil måleinstrumentet gjøre kontinuerlige målinger av blodsukkernivået. Måleinstrumentet er under uttesting. (Foto: Invivosense)

Gelé gir bedre intensivbehandling

Vannbasert gelé gjør blodsukkermålinger raskere og sikrere.

Når en menneskekropp utsettes for traumer som akutt sykdom, skade eller operasjon, kan blodsukkernivået i kroppen øke. Tilstanden kalles stressindusert hyperglykemi, og skyldes blant annet stress og aktivering av ulike hormoner.

Det økte blodsukkernivået kan bidra til en betennelseslignende reaksjon i kroppen. For å motvirke dette vil pasienter med for høyt blodsukker få tilført insulin når de er på overvåkning.

For å finne ut om en pasient trenger insulin, vil det vanligvis tas blodprøver med jevne mellomrom. Er blodsukkernivået for høyt, gis det insulin.

Disse blodprøvene fanger derimot ikke opp svingningene i blodsukkernivået, og i verste fall kan insulin gis på feil tidspunkt. Det kan være skadelig for pasienten.

Nå kan vannbaserte gelé bidra til mer nøyaktig måling.

Forandrer form og størrelse

Et forskerteam ved NTNU skreddersyr gelé til å endre form når den kommer i kontakt med bestemte stoffer. Som for eksempel blodsukker.

En dråpe av geléen plassert i enden av en lyssensitiv fiber, vil fungere som et måleinstrument. Når geléen kommer i kontakt med stoffer den reagerer på, vil den utvide seg eller trekke seg sammen.

Disse endringene i størrelse blir registrert via den optiske fiberen, og gir utslag i et optisk måleinstrument.

Teamet har utviklet en helt spesiell målemetode for å måle formen og størrelsen på geléen. Ved hjelp av lysbølger kan tykkelsen måles med en presisjon som er hundre ganger bedre enn med andre måleteknikker.

– Så langt har man manglet et apparat som kan gi hyppige nok blodsukkermålinger til å vise alle svingninger i blodsukkernivået. Dette måleinstrumentet gjør det mulig med bedre tilpasning og kontroll av eventuell insulintilførsel.

Det sier Reinold Ellingsen ved NTNU, deltaker i forskningsgruppen som består av både teknologer og medisinere. Han føyer til at arbeidet også er relevant for utviklingen av en kunstig bukspyttkjertel.

Skreddersyr geleen

Måleinstrumentet er ikke bare begrenset til å måle blodsukkernivået. Måten man setter sammen geléen på, avgjør hva instrumentet måler.

Optisk fiber med en ørliten dråpe hydrogel på enden. (Foto: Invivosense)

Optisk fiber med en ørliten dråpe hydrogel på enden. (Foto: Invivosense)

– Vi jobber med å skreddersy ulike geléer slik at de reagerer om et visst stoff er til stede, om det ikke er til stede, eller om flere stoffer opptrer samtidig, forteller fysikkprofessor Bjørn Torger Stokke.

I tillegg til vannbaserte geléer som gjenkjenner ulike blodsukkernivåer, har forskerne laget gelé som gjenkjenner spesifikke sekvenser i nukleinsyrer, som DNA. Måling av DNA er blant annet viktig for å kunne gi tidlige og mer presise diagnoser av en rekke sykdomstilstander.

Referanse

Gao m.fl.: Toehold of dsDNA exchange affects the hydrogel swelling kinetics of a polymer-dsDNA hybrid hydrogel, Soft Matter 7 (2011) 1741-46, doi: 10.1039/C0SM00915F.

Skjaervold m.fl.: Continuous Measurement of Blood Glucose – Validation of a New Intravascular Sensor, Anesthesiology, V 114, No 1, pp 120-125, January 2011, doi: 10.1097/ALN.0b013e3181ff4187.