Neinvazivno snimanje glukoze kod dijabetičara

Neinvazivna metoda za mjerenje razine glukoze u krvi, razvijena na MIT-u, mogla bi dijabetičarima uštedjeti ubode u prste nekoliko puta dnevno.

Tim s američkog tehnološkog instituta MIT, koristio je Ramanovu spektroskopiju, tehniku ​​koja otkriva kemijski sastav tkiva osvjetljavanjem bliskog infracrvenog ili vidljivog svjetla, kako bi razvio uređaj veličine kutije za cipele koji može mjeriti razinu glukoze u krvi bez ikakvih igala.

U testovima na zdravom dobrovoljcu, istraživači su otkrili da su mjerenja s njihovog uređaja slična onima dobivenim komercijalnim senzorima za kontinuirano praćenje glukoze koji zahtijevaju žicu koja se implantira pod kožu. Iako je uređaj predstavljen u ovoj studiji prevelik da bi se koristio kao nosivi senzor, istraživači su od tada razvili nosivu verziju koju sada testiraju u maloj kliničkoj studiji.

Postdoktorandica s MIT-a Arianna Bresci glavna je autorica nove studije, koja se pojavljuje u časopisu Analytical Chemistry. Među ostalim autorima su Peter So, direktor MIT-ovog Centra za laserska biomedicinska istraživanja (LBRC) i profesor biološkog inženjerstva i strojarstva na MIT-u; te Youngkyu Kim i Miyeon Jue iz tvrtke Apollon Inc., biotehnološke tvrtke sa sjedištem u Južnoj Koreji.

Dok većina dijabetičara mjeri razinu glukoze u krvi vađenjem krvi i testiranjem glukometrom, neki koriste nosive monitore, koji imaju senzor koji se umeće ispod kože. Ovi senzori omogućuju kontinuirano mjerenje glukoze iz međustanične tekućine, ali mogu uzrokovati iritaciju kože i potrebno ih je mijenjati svakih 10 do 15 dana.

U nadi da će stvoriti nosive monitore glukoze koji bi bili udobniji za pacijente, istraživači na MIT-ovom LBRC-u istražuju neinvazivne senzore temeljene na Ramanovom spektroskopiji. Ova vrsta spektroskopije otkriva kemijski sastav tkiva ili stanica analizirajući kako se bliska infracrvena svjetlost raspršuje ili skreće kada naiđe na različite vrste molekula.

Tim s MIT-a prvo je pronašao način filtriranja većeg dijela neželjenog signala usmjeravanjem svjetlosti bliskog infracrvenog zračenja na kožu pod različitim kutom iz kojeg su prikupljali rezultirajući Ramanov signal. Istraživači su ta mjerenja dobili pomoću opreme veličine stolnog pisača i od tada rade na daljnjem smanjenju veličine uređaja.

U svojoj novoj studiji uspjeli su stvoriti manji uređaj analizirajući samo tri pojasa, spektralna područja koja odgovaraju specifičnim molekularnim značajkama u Ramanovom spektru.

Ramanov spektar obično može sadržavati oko 1000 pojaseva. Međutim, MIT-ov tim otkrio je da mogu odrediti razinu glukoze u krvi mjerenjem samo tri pojasa, jednog iz glukoze plus dva mjerenja pozadine. Ovaj pristup omogućio je istraživačima da smanje količinu i troškove potrebne opreme, što im je omogućilo da mjerenje izvrše isplativim uređajem veličine kutije za cipele.

U kliničkoj studiji provedenoj u MIT Centru za klinička istraživanja CCTR, istraživači su koristili novi uređaj za uzimanje rezultata od zdravog dobrovoljca tijekom razdoblja od četiri sata. Dok je ispitanik naslonio ruku na uređaj, zraka bliskog infracrvenog zračenja usmjeravala se kroz mali stakleni prozor na kožu kako bi se izvršilo mjerenje. Svako mjerenje traje nešto više od 30 sekundi, a istraživači su uzimali novo očitanje svakih pet minuta.

Tijekom studije, ispitanik je konzumirao dva napitka od 75 grama glukoze, što je istraživačima omogućilo praćenje značajnih promjena u koncentraciji glukoze u krvi. Otkrili su da je uređaj temeljen na Ramanovom spektru pokazao razinu točnosti sličnu onima dvaju komercijalno dostupnih, invazivnih monitora glukoze koje je ispitanik nosio.

Od završetka te studije, istraživači su razvili manji prototip, otprilike veličine mobitela, koji trenutno testiraju na MIT CCTR-u kao nosivi monitor na zdravim i predijabetičnim dobrovoljcima. Sljedeće godine planiraju provesti veću studiju u suradnji s lokalnom bolnicom, koja će uključivati ​​osobe s dijabetesom.

Istraživači također rade na tome da uređaj bude još manji, otprilike veličine sata. Osim toga, istražuju načine kako bi osigurali da uređaj može dobiti točna očitanja od ljudi s različitim tonovima kože.