Pilot study in human healthy volunteers on the use of magnetohydrodynamics in needle-free continuous glucose monitoring

The benefits of continuous glucose monitoring (CGM) in diabetes management are extensively documented. Yet, the broader adoption of CGM systems is limited by their cost and invasiveness. Current CGM devices, requiring implantation or the use of hypodermic needles, fail to offer a convenient solution. We have demonstrated that magnetohydrodynamics (MHD) is effective at extracting dermal interstitial fluid (ISF) containing glucose, without the use of needles. Here we present the first study of ISF sampling with MHD for glucose monitoring in humans. We conducted 10 glucose tolerance tests on 5 healthy volunteers and obtained a significant correlation between the concentration of glucose in ISF samples extracted with MHD and capillary blood glucose samples. Upon calibration and time lag removal, the data indicate a Mean Absolute Relative Difference (MARD) of 12.9% and Precision Absolute Relative Difference of 13.1%. In view of these results, we discuss the potential value and limitations of MHD in needle-free glucose monitoring.Peer reviewe

Futures research about the role of materials science and engineering in Finnish health tehnology

Materiaalitutkimuksen merkitys terveysteknologialle on helppo perustella pelkästään kiinnittämällä huomiota materiaalien läsnäoloon kaikkialla - niin ympäristössämme kuin itsessämme. Erityisen tärkeää materiaaliosaaminen on, kun usean aineen muodostama kokonaisuus tai vaikkapa kemialliselta koostumukseltaan uudenlainen materiaali sijoitetaan kontaktiin kudosten tai elimistön nesteiden kanssa. Alan ymmärtämiselle on kuitenkin tarvetta monella muullakin terveysteknologian osa-alueella. Tämän tutkimuksen tarkoitus oli selvittää, millaisiin terveysteknologian sovelluksiin suomalaisten materiaalitutkimusryhmien olisi kannattavaa keskittyä, sillä pienessä maassa on elintärkeää sijoittaa voimavarat tuottaville tutkimusaloille, jotta se kykenee kilpailemaan globaaleilla markkinoilla. Suomalaisen materiaalitutkimuksen kannalta tärkeiden toiminta-alueiden on ratkaistava ongelmia, jotka ovat merkittäviä globaalilla tasolla eli sovellus voidaan todeta tarpeelliseksi. Toiseksi Suomessa on jo lähtökohtaisesti oltava riittävästi tarvittavaa osaamista ja väylät verkostoitua osaajien kanssa, jotta ratkaisu voidaan kehittää. Tässä tutkimuksessa käytettiin argumentoivaa Delfoi-tekniikkaa selvitettäessä tärkeimpiä tutkimuskysymyksiä, jotka olivat, 1) mitkä terveysteknologian sovelluskohteet ovat materiaalitutkimuksen kannalta olennaisia ja 2) mitä osaamista nämä sovelluskohteet vaativat. Tutkimuksen loppuun saakka osallistui 13 asiantuntijaa, jotka edustivat terveysteknologian ja materiaalitieteen eri osa-alueita. Kaikkiaan kolmen iteratiivisen kyselykierroksen avulla tärkeät näkemykset tuotiin esiin, arvioitiin ja niiden perusteluja syvennettiin entisestään. Keskusteluissa mielenkiintoisiksi toiminta-alueiksi painottuivat kudosteknologiset sovellukset ja aktiiviset implantit. Lisäksi työssä ehdotettiin kolmanneksi keskittymiskohteeksi bioelektroniikan sovelluksia. Lähes kaikissa terveysteknologian sovelluksissa tarvittavaksi materiaalitekniseksi osaamiseksi mainittiin erityisesti uusien polymeerien kehittäminen ja biologisten sekä elottomien aineiden rajapintailmiöiden tuntemus, joista ensimmäistä pidettiin Suomessa valmiiksi kohtuullisen vahvana osaamisalueena laadukkaan tutkimuksen jatkamiseen, mutta jälkimmäiseen kaivataan selvästi lisää panostusta. Näiden lisäksi tutkimuksen tuloksena nousi esiin terveysteknologiatutkimuksen ohjaamiseen liittyviä, ristiriitaisiakin ilmiöitä. Olisi löydettävä tasapaino perustutkimuksen pitkäjänteisen tukemisen ja soveltavan tutkimuksen nopeamman kaupallistamisen välillä. Kaupallistamisen haasteet on huomioitava Suomen tutkimusrahoittajaorganisaatioiden tulevissa strategioissa.Materials are all around us and even within us. Just by acknowledging this, it is easy to understand that materials science and technology is an important aspect of health technology. The knowledge and insight of materials science is especially central, when biological and artificial materials come to contact with each other. However, there are also other major applications for the discipline in the field of health technology. The object of this thesis is, therefore, to explore these applications and to determine which research topics are relevant to Finnish materials research groups. After all, in a small country it is essential to focus on productive areas of research in order to maintain the ability to compete in a global economy. The health technology research areas, that are well fitted for Finnish materials researchers, need to be globally important challenges and, additionally, there has to exist relevant knowhow and co-operation networks in Finnish research groups. To solve the research problems the argument Delphi method was chosen. The research questions were 1) what health technology applications are relevant to materials science and engineering, and 2) what kind of knowhow is vital in order to provide solutions to these applications. 13 experts participated in the Delphi-panel from various sectors of materials science and engineering and health technology. During the three-round interview process, essential points of views were uncovered and evaluated, and the arguments and contradictions behind them were opened. Based on the discussions with the panellists, interesting research topics for materials scientists are in the fields of tissue engineering and active implants. Also, the field of bioelectronics was suggested in the thesis as a third focus area. The panel concluded that these, and nearly all health technology applications, require development of new polymers and knowledge of interfacial reactions on biological and artificial surfaces. It was determined that in Finland there is already strong knowhow in the first area to sustain high-quality research, but the latter needs more attention. During the research process, a few other issues became apparent additional to these results. Firstly, a balance between basic and applied research should be achieved and, secondly, the diffusion of technology innovations into health care should be made easier. It is crucial that the organisations which finance health technology research consider these challenges in their future strategies