20:00 
Неинвазивный метод измерения уровня глюкозы в крови, разработанный в Массачусетском технологическом институте, может избавить пациентов с диабетом от необходимости колоть пальцы несколько раз в день.
Команда Массачусетского технологического института использовала рамановскую спектроскопию — метод, который выявляет химический состав тканей путем освещения их ближним инфракрасным или видимым светом — для разработки устройства размером с коробку из-под обуви, которое может измерять уровень глюкозы в крови без каких-либо игл.
В ходе испытаний на здоровых добровольцах исследователи обнаружили, что измерения Результаты их устройства были аналогичны результатам, полученным с помощью коммерческих датчиков непрерывного мониторинга глюкозы, для которых требуется имплантация провода под кожу. Хотя устройство, представленное в этом исследовании, слишком велико для использования в качестве носимого датчика, с тех пор исследователи разработали носимую версию, которую сейчас тестируют в небольшом клиническом исследовании.
В течение долгого времени прикосновение к пальцу было стандартным методом измерения уровня сахара в крови, но никто не хочет колоть палец каждый день, несколько раз в день. Естественно, многие пациенты с диабетом занижают уровень глюкозы в крови, что может вызвать серьезные осложнения. Если мы сможем создать неинвазивный монитор глюкозы с высокой точностью, то эта новая технология принесет пользу почти каждому больному диабетом».
Чон Ун Кан, научный сотрудник Массачусетского технологического института и старший автор исследования
Постдок Массачусетского технологического института Арианна Бреши — ведущий автор нового исследования, которое опубликовано сегодня в журнале Аналитическая химия. Среди других авторов — Питер Со, директор Центра лазерных биомедицинских исследований Массачусетского технологического института (LBRC). и профессор биологической инженерии и машиностроения Массачусетского технологического института, а также Ёнгю Ким и Миён Джу из биотехнологической компании Apollon Inc., базирующейся в Южной Корее.
Неинвазивное измерение уровня глюкозы
Хотя большинство пациентов с диабетом измеряют уровень глюкозы в крови путем взятия крови и тестирования ее с помощью глюкометра, некоторые используют носимые мониторы, датчик которых вводится прямо под кожу. Эти датчики обеспечивают непрерывное измерение уровня глюкозы в интерстициальной жидкости, но они могут вызвать раздражение кожи. и их необходимо заменять каждые 10–15 дней.
В надежде создать носимые мониторы глюкозы, которые были бы более удобны для пациентов, исследователи из LBRC Массачусетского технологического института разрабатывают неинвазивные датчики на основе рамановской спектроскопии. Этот тип спектроскопии выявляет химический состав тканей или клеток, анализируя, как ближний инфракрасный свет рассеивается или отклоняется при встрече с различными типами молекул.
В В 2010 году исследователи из LBRC показали, что они могут косвенно рассчитывать уровни глюкозы на основе сравнения рамановских сигналов интерстициальной жидкости, омывающей клетки кожи, и эталонного измерения уровня глюкозы в крови. Хотя этот подход дает надежные измерения, его невозможно преобразовать в монитор глюкозы.
Недавно исследователи сообщили о прорыве, который позволил им напрямую измерять рамановские сигналы глюкозы от кожи. Обычно этот сигнал слишком мал, чтобы его можно было отличить от всех остальных. сигналы, генерируемые молекулами в тканях, нашли способ отфильтровать большую часть нежелательного сигнала, направив на кожу ближний инфракрасный свет под другим углом, под которым они получили результирующий рамановский сигнал.
Исследователи получили эти измерения с помощью оборудования размером примерно с настольный принтер, и с тех пор они работали над дальнейшим уменьшением занимаемой площади устройства.
В своем новом исследовании им удалось создать устройство меньшего размера, проанализировав всего три полосы — спектральные области. соответствуют определенным молекулярным особенностям - в спектре комбинационного рассеяния света.
Обычно спектр комбинационного рассеяния света может содержать около 1000 полос. Однако команда Массачусетского технологического института обнаружила, что они могут определить уровень глюкозы в крови, измеряя всего три полосы - одну из измерений уровня глюкозы и два фоновых измерения. Этот подход позволил исследователям сократить количество и стоимость необходимого оборудования, что позволило им выполнять измерения с помощью экономичного устройства размером с коробку из-под обуви.
"Отказ от получая весь спектр, который содержит много избыточной информации, мы переходим к трем диапазонам, выбранным примерно из 1000», — говорит Бреши. «Благодаря этому новому подходу мы можем изменить компоненты, обычно используемые в устройствах на основе комбинационного рассеяния света, и сэкономить место, время и деньги».
На пути к носимому датчику
В клиническом исследовании, проведенном в Центре клинических исследований перевода Массачусетского технологического института (CCTR), исследователи использовали новое устройство для снятия показаний с здоровый добровольец в течение четырех часов. Когда испытуемый положил руку на верхнюю часть устройства, луч ближнего инфракрасного диапазона освещал кожу через небольшое стеклянное окошко, чтобы выполнить измерение.
Каждое измерение занимает чуть больше 30 секунд, и исследователи снимали новые показания каждые пять минут.
Во время исследования испытуемый выпил две порции глюкозы по 75 граммов, что позволило исследователям отслеживать значительные изменения концентрации глюкозы в крови.
