飲酒運転やその他のアルコール関連の罪で逮捕された人々は、いわゆるSCRAM（安全な連続アルコール監視）ブレスレットを着用するように命じられることがあります。 通常、足首に装着されたデバイスは、皮膚を通してアルコール消費を検出でき、ユーザーが飲酒によって保護観察を破った場合に当局に警告します。 リハビリテーションプログラムに参加している患者は、しばしば定期的な呼吸器検査や血液検査を通じて、アルコールのモニタリングも受けます。 しかし、SCRAMブレスレットは不格好で、時には恥ずかしく、テストには定期的な訪問が必要です。
カリフォルニア大学サンディエゴ校の科学者チームは、潜在的な代替案を考案しました。それは、小さな埋め込みチップです。 1立方ミリメートルのバイオセンサーは、皮膚の下に注入され、スマートウォッチのようなウェアラブルデバイスを搭載しています。
「現在、このチップは、治療または転用プログラム中のアルコールのモニタリングに役立つ可能性があります」と、プロジェクトを率いたカリフォルニア大学サンディエゴ校のジェイコブス工科大学の電気工学教授であるドリュー・ホールは言います。 「しかし、これは、薬物乱用の治療と監視の他の多くの分野、そして最終的には他の病気の監視に拡張できると考えるプラットフォーム技術です。」
ホールのチームは、今月初めにサンディエゴで開催された2018 IEEE Custom Integrated Circuits Conferenceで研究を発表しました。
チップには、アルコールに遭遇すると副産物を生成する酵素であるアルコールオキシダーゼでコーティングされたセンサーが含まれています。 センサーが副産物を検出すると、チップに電力を供給する無線信号をウェアラブルに送信します。 これは、医師、リハビリテーションプログラム、法執行機関の職員または他の人に送信できます。 チップ上の他のセンサーは、バックグラウンド信号とpHレベルを測定して、血中アルコール濃度の測定値をより正確にします。
このチップの消費電力はごくわずかです。970ナノワットで、スマートフォンが電話をかけるために使用する電力の約100万分の1です。 これにより、潜在的に有害な体内での発熱のリスクが軽減されます。 研究者らは、ブタ皮膚の層の下にある希釈されたヒト血清にアルコールを使用することにより、計画された環境を模倣して、in vitroでチップをテストしました。
チームは、このチップには従来のアルコール監視システムよりも多くの利点があると言います。 SCRAMブレスレットとは異なり、まったく目立ちません。 これは、飲酒検知器よりも潜在的に正確であり、ユーザーが血液検査のような診療所に行く必要はありません。 一時的な入れ墨ベースの新しいアルコールセンサーもいくつかありますが、これらは使い捨てであり、簡単に取り外すことができます。
開発プロセスの最も困難な部分の1つは、チップのサイズだけでした、とHall氏は言います。
「このチップは非常に小さく、取り扱いが困難です」と彼は言います。 「他の研究プロジェクトのための実験室がいっぱいあるにもかかわらず、サイズと取り扱いの制約のために、このプロジェクトのために高度に特殊化された装置をいくつか購入しなければなりませんでした。」
次のステップは、センサーの寿命を改善することです。 連続グルコースモニターなどのセンサーには、約2年間使用できるタイプのものがあり、チームは同様の寿命を達成したいと考えています。 今後数年間、チームは動物実験を実施し、できればヒト試験に移行する予定です。
国立衛生研究所のアルコール乱用とアルコール依存症に関する国立研究所によると、18歳以上のアメリカ人成人の約1, 510万人がアルコール使用障害を患っています。 これには、男性の約8.4％と女性の4.2％が含まれます。 毎年約88, 000人のアメリカ人が、飲酒運転事故で死亡した10, 000人近くを含むアルコール関連の原因で死亡しています。
「アルコール監視システムは、アルコール依存症から回復しようとする人々の支援計画のほんの一部である場合にのみ使用できると考えています」と、英国およびその他の地域でリハビリテーションプログラムに携わった依存症カウンセラーのマイクデラニーは言います。
Delaneyは、システムは罰としてではなく、リハビリテーションプログラムの一部として使用するのが最適であると考えています。
「埋め込み型デバイスに関する私の懸念は、それがアルコールや薬物関連の犯罪を犯した人々に対する法的抑止力になり、文章の一部として使用され、それによって治療ではなく罰になることです」と彼は言います。 「依存症は、刑事問題ではなく健康問題として扱われる必要があります。」
