Transparante transistors die op de scherpe rondingen van een kleine glazen buis zijn gefabriceerd, banen de weg naar een therapeutische vooruitgang voor de bijna 10 procent van de Amerikaanse bevolking die diabetes heeft.

De vooruitgang op het gebied van nanotechnologie door onderzoekers van de Oregon State University is een belangrijke stap in de richting van een kunstmatige alvleesklier:een katheter die bloedsuikerspiegels kan detecteren en de informatie kan doorsturen naar een draagbare, computergestuurde insulinepomp.

Het werk van Greg Herman en Xiaosong Du van het College of Engineering vertegenwoordigt ook een stap in de richting van betere medische diagnostische technieken:volledig transparante elektronica die de deur opent naar gecombineerde detectie- en beeldtechnologieën.

Eerder hadden Herman en Du amperometrische glucosesensoren gefabriceerd op een platte polymeerfilm die vervolgens om een ​​katheterslang was gewikkeld.

Wanneer getest in een diermodel, echter, de vroege apparaten hadden de neiging om te delamineren - de sensoren zouden loskomen van de film, of de film zou loskomen van de katheter.

Onderzoekers hebben dat probleem aangepakt door microcontact a-IGZO-FET-gebaseerde sensoren - amorfe indium gallium zinkoxide veldeffecttransistor - rechtstreeks op glazen buizen met een straal van 1 millimeter te printen. Traditionele patroontechnologieën zoals fotolithografie en e-beam-lithografie zijn lastig gebleken voor sterk gebogen oppervlakken, maar microcontact afdrukken werkte goed.

"Het maakt gebruik van het vermogen van een elastomere stempel om zich aan te passen aan gebogen substraten met minimale vervorming van het afgedrukte patroon, Herman zei. "De hechting van de filmafzetting is zeer goed. Om het los te laten, je zou er in wezen een bestand naar toe moeten brengen. Het is veel robuuster dan wat we eerder hadden, en de elektronische prestaties zijn uitstekend - het is hetzelfde als wanneer het op een plat oppervlak wordt gefabriceerd met behulp van niet-afdrukmethoden. We hebben gedeeltelijk een glazen buis gebruikt om de transparantie van het apparaat te laten zien."

Katheters zijn van metaal of plastic, dus in tegenstelling tot een met een sensor uitgeruste contactlens waar Herman ook aan heeft gewerkt, transparantie is niet per se vereist.

"Maar het idee is met een katheter, je zou kunnen beginnen met het integreren van optische vezels met de a-IGZO-FET-sensoren erop, " zei hij. "Sommige soorten detectie hebben een optische respons nodig voor detectie, dus als we een optische respons kunnen integreren met een elektronisch signaal, we kunnen de uitgevoerde detectie uitbreiden. Veldeffectdetectie kan de functionaliteit en het detectiebereik van optische detectiesystemen vergroten."

Ook, transparante veldeffectdetectie kan worden gecombineerd met elektrofysische en neurale beeldvormingsapparaten en zou de gevoeligheid van een endoscoop aanzienlijk kunnen verbeteren - een apparaat dat in het lichaam wordt ingebracht om een ​​intern beeld te bieden.

Het kunstmatige alvleesklieraspect van het onderzoek is vooral belangrijk voor mensen met type 1-diabetes, ook wel jeugddiabetes genoemd. De meeste van die patiënten - er zijn er ongeveer 3 miljoen in de V.S., met 30, 000 nieuwe gevallen die elk jaar worden gediagnosticeerd - dragen al een insulinepomp, dus het toevoegen van glucosedetectie aan de katheter zou hun leven vereenvoudigen.

Type 2 diabetici injecteren meestal zelf, dus ze zouden betere kandidaten zijn voor de contactlens met sensor.

De bevindingen zijn gepubliceerd in Sensoren en actuatoren B:Chemisch .