Инновационный способ контроля уровня сахара в крови — с помощью «чернил», вводимых под кожу подобно татуировке — вплотную подошел к этапу испытаний на животных.
Тату для диабетика: Подкожный мониторинг

Люди, страдающие сахарным диабетом I типа, вынуждены постоянно контролировать уровень сахара в крови. А для этого необходимо проколоть кожу пальца — манипуляция не слишком болезненная, но довольно неприятная. А ведь определение уровня сахара в крови нужно производить несколько раз в день!

«Сахарный диабет является проблемой, носящей глобальный характер. А между тем способы определения содержания глюкозы в крови человека по‑прежнему остаются весьма примитивными», — говорит Майкл Страно (Michael Strano), доцент кафедры химической технологии в MIT.- «Этот вопрос становится жизненно важным для всё большего количества людей».

Разработанная Майклом Страно и Полом Бароном (Paul Barone) система датчиков представляет собой «татуировку» из наночастиц, которые вводятся под кожу и позволяют определять уровень сахара в крови.

Проведенные в 2008 г. исследования показали, что постоянный мониторинг позволил пациентам с диабетом 1 типа более эффективно контролировать уровень глюкозы крови. Однако существующие носимые приборы не столь точны, как глюкометры, требующие прокола пальца для анализа. К тому же, таким устройствам требуется ежедневная калибровка, для которой все равно необходимо получить из пальца каплю крови.

«Наиболее проблематичные последствия диабета вызваны короткими «скачками» уровня сахара в крови пациента, например, после приема пищи», — объясняет Страно. — «Если нам удастся выявить и предотвратить подобные пики, мы попытаемся уменьшить разрушительные последствия этой болезни».

Принцип работы большинства существующих систем непрерывного мониторинга глюкозы крови основан на введении глюкозоксидазы — фермента, который расщепляет глюкозу. Помещенный на кожу электрод при этом взаимодействует с побочным продуктом этой реакции — пероксидом водорода, что позволяет косвенно измерить содержание глюкозы в крови. Однако ни один из таких приборов не рекомендован медиками для использования более недели подряд.

Брюс Бакингем (Bruce Buckingham), профессор детской эндокринологии, считает, что будущее за носимыми приборами для контроля уровня сахара в крови. Но, по его мнению, пройдет еще несколько лет, прежде чем какой-либо из таких приборов будет одобрен для использования без дублирующего мониторинга по капле крови, требующего прокола пальца.

Технология, используемая разработанным в MIT датчиком, в корне отличается от принципов работы существующих приборов. Основой датчика служат углеродные нанотрубки, «завернутые» в полимер, чувствительный к концентрации глюкозы. При взаимодействии с глюкозой нанотрубки флуоресцируют, что обнаруживается при воздействии излучения в ближнем ИК-диапазоне. Интенсивность флуоресценции свидетельствует о концентрации глюкозы.

Исследователи планируют создать «чернила» из этих частиц, взвешенных в солевом растворе, которые можно будет ввести под кожу. Полученная «татуировка» будет работать в течение определенного срока (вероятно, около 6 месяцев), после чего её необходимо будет обновить. Пациенту необходимо будет носить устройство, подсвечивающее «татуировку» светом с определенной длиной волны и считывающее результат по интенсивности флуоресценции.

В отличие от некоторых флуоресцентных молекул, нанотрубки не разрушаются при воздействии света. «Вы можете светить на них сколько угодно, и интенсивность флуоресценции от этого не изменится», — говорит Пол Барон. Поэтому датчик может использоваться для непрерывного мониторинга уровня глюкозы крови.

В данный момент исследователи работают над повышением точности своей системы. Любой глюкометр должен соответствовать «золотому стандарту» точности для подобных приборов — шкале ошибок Кларка (Clarke Error Grid — CEG). Требования к датчикам уровня сахара в крови очень высоки, поскольку ошибка может оказаться фатальной.

До испытаний системы на людях еще далеко, но разработчики вплотную подошли к этапу испытания на животных. Аналогичные исследования проводятся в исследовательской лаборатории им. Дрейпера (Кембридж, шт. Массачусетс).

Читайте также — «История одной молекулы: Когда сахар бывает горьким».

По сообщению MIT News