City-Ingenieure entwickeln Diabetes-Sensor

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Nachfolgend finden Sie die Kurzdarstellung einer laufenden Studie der
City, University of London.

DR. SUMSUN NAHER UND PROFESSOR AZIZ RAHMAN, CITY UNIVERSITY OF LONDON, HABEN EIN MARIE-CURIE-STIPENDIUM ERHALTEN, UM EIN HYBRIDSENSOR ZUR ERKENNUNG VON DIABETES ANHAND DER AUSGEATMETEN LUFT ZU ENTWICKELN.

Diabetes ist eine chronische Krankheit, die bei den Betroffenen zu hohen
Blutzuckerwerten führt. Die Krankheit verursacht Gliedmaßenverlust,
Schlaganfälle, Herzinfarkte, Nierenschäden und Tod, wenn Diabetes
nicht frühzeitig erkannt und sorgfältig behandelt wird.

Es ist auch zu einem anhaltenden und ernsten Gesundheitsproblem europa-
und weltweit geworden. Zahlen des Diabetes-Atlas der Internationalen
Diabetes-Föderation (International Diabetes Federation) weisen darauf
hin, dass mehr als 58 Millionen Menschen an Diabetes leiden, die Europa
jährlich über 200 MILLIARDEN EURO kosten. Im Jahr 2017 waren weltweit
451 Millionen Menschen im Alter zwischen 18 und 99 Jahren von Diabetes
betroffen, und die weltweiten Gesundheitsausgaben wurden auf insgesamt
765 MILLIARDEN EURO geschätzt.

NANOPARTIKEL
Dr. Sumsun Naher [1] und Professor Aziz Rahman [2] von der School of
Mathematics, Computer Science and Engineering, City University of
London, kombinieren ihr kollektives Fachwissen über
Materialverarbeitungstechnologien und optische Sensoren und entwickeln
einen Hybridsensor zur Erkennung von Diabetes beim Ausatmung. Ihr
Forschungsprojekt trägt den Titel _Hybridsensor zur Erkennung von
Diabetes in der Atemluft mit Hilfe von Nanopartikeln, die mit
1D-Metalloxiden (Sensor4Diabetes) beladen sind, und_ wird ab September
2020 mit einem zweijährigen Marie-Curie-Stipendium der Europäischen
Union in Höhe von 225 000 Euro finanziert.

Die menschliche Atemluft besteht aus mehreren Spuren flüchtiger
organischer Verbindungen (VOC), die als „Atemmarker“ bekannt sind. Das
Vorhandensein erhöhter Mengen an Aceton, Ethanol und Methylnitrat wurde im Atem von Diabetikern durch verschiedene hochentwickelte Techniken bestätigt, die aufgrund ihrer Nichtübertragbarkeit, Komplexität,
Größe und hohen Kosten weder für die klinische Routinepraxis noch
für den häuslichen Gebrauch geeignet sind.

Metalloxid-Sensoren haben jedoch ein beträchtliches Potenzial bei der
Erkennung von VOC in der ausgeatmeten Luft.

Die City-Wissenschaftler werden einen Hybridsensor zur Analyse von VOCs
in der Atemluft aus 1D-Metalloxid-Nanostrukturen entwickeln, die mit
verschiedenen katalytischen Nanopartikeln funktionalisiert sind.

Die impedometrischen und photonischen Eigenschaften der Sensoren werden an synthetischem gesunden und synthetischem diabetischen Atem gemessen werden. Die 1D-Metalloxid-Nanostrukturen auf der Sensorplattform könnten ein hohes Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis für die Oberflächenadsorption/-desorption von Gasmolekülen zusammen mit
elektronischen und optischen Eigenschaften bieten.

Die Zugabe von katalytischen Nanopartikeln auf der Oberfläche von
1D-Nanostrukturen wird die Empfindlichkeit und Reaktionszeit gegenüber
VOC verbessern, indem die Oxidationsenergie gesenkt, die katalytische
Oberfläche vergrößert und die Gasmoleküle katalytisch aktiviert
werden. Es wird erwartet, dass die Anwendung dieses hybriden
Messprinzips die Selektivität gegenüber einzelnen VOC verbessern wird,
was für die Entwicklung eines sehr effektiven Atemanalysators für
Diabetiker unerlässlich ist.

Dr. Naher sagte:

„_Wir haben uns für diesen gesundheitsbezogenen Bereich entschieden,
um Diabetes anhand des menschlichen Atems zu erkennen. Es besteht eine
große Nachfrage nach nicht-invasiven, erschwinglichen und schnellen
Detektionsgeräten zur kontinuierlichen Diabetesüberwachung. Eine
frühe und erschwingliche Technologie für die Diabetes-Früherkennung
zur Überwachung und Behandlung dieser Krankheit wird Hunderttausenden
von Menschen helfen, ernsthafte Gesundheitsprobleme und
lebensbedrohliche Nebenwirkungen zu reduzieren. Überall auf der Welt
haben die Regierungen Mühe, die Kosten für die Diabetesversorgung zu
decken__._“

Links:
——
[1] https://www.city.ac.uk/people/academics/sumsun-naher
[2]
https://www.city.ac.uk/people/academics/azizur-rahman#profile=research

Ida JUNKER
international consultant

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