Kontakt lens üzerindeki laboratuvar stresi serotoninle ölçüyor

Kontakt lens üzerine kurulu küçük bir laboratuvar, gözyaşındaki nörotransmitter serotonini ölçebiliyor. Bulgular 16 Eylül'de Science Translational Medicine dergisinde yayımlandı; cihazı Los Angeles'taki Terasaki Institute for Biomedical Innovation ekibi geliştirdi.

Stres sinyali olarak serotonin

Stres; depresyon ve şizofreni gibi bozuklukların gelişmesiyle ilişkilendiriliyor, ancak doktorlar bunu çoğu zaman son derece öznel olan anketler veya günlüklerle değerlendiriyor. Sıkça “mutluluk hormonu” denen serotonin ruh halini düzenliyor; büyük ölçüde sindirim kanalında, kanda ve sinir sisteminde, az miktarda da gözyaşında bulunuyor.

Terasaki Institute'ın biyomedikal cihaz merkezinin direktörü Yangzhi Zhu, “Gözyaşı, zaman içinde tekrar tekrar ölçülebilen pratik ve girişimsel olmayan bir biyokimyasal bilgi kaynağına dönüşebilir” diyor. Ona göre biyobelirteç testleri hâlâ kan alımına dayanıyor ve yalnızca anlık görüntü sunuyor.

Lens nasıl çalışıyor

Ekip, yılanımsı desenlerde basılmış esnek grafen ve gümüş elektrotlar içeren yumuşak, tekrar kullanılabilir hidrojel lensler üretti. Serotonini güçlü ve tekrarlanabilir biçimde saptamak için grafen üzerine ferrosen adlı bileşik bağlandı. Serotonin çok düşük derişimlerde bulunduğu için Zhu'ya göre “sensörün son derece hassas olması ve yine de serotonini gözyaşındaki diğer moleküllerden ayırması gerekiyor”.

Serotonin eklenmiş suni gözyaşıyla dolu kaplarda lensler litre başına molün 72 trilyonda biri kadar düşük derişimi saptadı; insan gözyaşındaki ortalama değer litre başına molün yaklaşık 15 milyarda biridir. Lensler 28 günü aşan tekrarlı çevirme, katlama, germe ve burma işlemlerine de dayandı.

Gönüllüler, bir domuz ve fareler

Araştırmacılar 10 gönüllünün gözyaşını iki stresli görevden, topluluk önünde konuşma ve matematik sorularından beş dakika önce, hemen sonra ve yaklaşık 30 dakika sonra ölçtü. Beklendiği gibi stres arttıkça gözyaşındaki serotonin düzeyi düştü. Başka bir testte lens, anestezi altındaki bir domuzun gözüne beş dakika yerleştirildi; göze 50 ve 100 nanomolar serotonin içeren suni gözyaşı verildiğinde hormonu saptadı ve tahriş belirtisi oluşturmadı. Stresi artırmak için hareketleri günde birkaç saat kısıtlanan farelerde ise serotonin hem kanda hem gözyaşında benzer ölçüde düştü.

Sırada ne var

Laboratuvar ve domuz testlerinde lensler okuma cihazına yumuşak nikel tellerle bağlandı. Ekip ayrıca pilsiz çalışma ve akıllı telefona veri aktarımı için minyatür bir NFC çipi ile esnek bir anten içeren kablosuz bir kavram kanıtı sürümü geliştirdi; ancak daha fazla optimizasyon, güvenlik testi ve doğrulama gerekiyor. Zhu'ya göre gözyaşı serotonininin kişilere ve hastalıklara göre nasıl değiştiği ve kan biyobelirteçleriyle nasıl ilişkilendiği hâlâ araştırılmalı. Çalışmaya katılmayan Caltech tıbbi mühendislik profesörü Wei Gao ise işi “giyilebilir biyolojik algılamada heyecan verici bir yön” olarak nitelendiriyor.