Контроль уровня глюкозы в основном осуществляется инвазивными методами — проколами пальца или имплантацией сенсоров. Эти процедуры вызывают дискомфорт и затрудняют регулярный мониторинг. Существуют и неинвазивные подходы, например, обратный ионофорез, при котором слабый электрический ток выводит молекулы через кожу. Однако его точность страдает из-за колебаний pH в интерстициальной, или тканевой, жидкости.

Исследователи предложили решение — систему обратного ионофореза с калибровкой pH, которая одновременно измеряет концентрацию глюкозы и локальный уровень pH. Такая стратегия позволяет корректировать сигнал в режиме реального времени и получать стабильные и точные результаты даже при изменениях физиологических условий.

Технически разработка основана на интеграции электрохимических датчиков и pH-чувствительных элементов. Ферменты на поверхности сенсора реагируют на молекулы глюкозы, генерируя электрические сигналы, а встроенные pH-датчики корректируют эти сигналы в реальном времени. Подача электрического тока тщательно регулируется: избыток может раздражать кожу, а недостаток снижает эффективность извлечения молекул. Ученым удалось найти «золотую середину».

Испытания системы на моделях in vitro и животных показали высокую точность и надежность измерений даже при колебаниях pH. Сенсор стабильно обеспечивал правильные показания, в отличие от традиционных методов, которые дают сбои без калибровки.

Разработка может пригодится не только для мониторинга глюкозы. Комбинация обратного ионофореза и калибровки pH потенциально позволяет определять другие биомаркеры в интерстициальной жидкости. Это открывает путь к неинвазивной диагностике хронических заболеваний, таких как сердечно-сосудистые патологии, почечная недостаточность и метаболические синдромы.

Ученые также разрабатывают компактный носимый прототип, удобный для повседневного использования. В будущем планируется запуск клинических испытаний на людях и интеграция алгоритмов машинного обучения для более точной интерпретации сигналов.