Американские биоинженеры разработали имплантируемый беспроводной прибор для диабетиков, который может измерять уровень глюкозы непрерывно в течение года без замены. Если это устройство будет одобрено федеральными регуляторами, то это даст больным диабетом более надежную и менее болезненную альтернативу существующим устройствам для замера уровня сахара в крови.
Система мониторинга уровня сахара в крови имплантируется под кожу, где она автоматически измеряет уровень сахара в крови и передает эти данные на внешний приемник. Прибор представляет собой небольшой диск диаметром 38 миллиметров и 16 миллиметров толщиной. Он может прийти на смену устройствам, для которых нужно укалывать палец, и имплантируемым иглоподобным сенсорам, которые замеряют уровень сахара непрерывно, но требуют замены каждые 3-7 дней.
Диабетикам сложно поддерживать нормальный уровень сахара, поскольку их организм либо не производит в достаточном объеме инсулин (гормон для расщепления сахара) – это так называемый диабет 1-го типа или ювенильный диабет, либо производимый инсулин не может преобразовать глюкозу в энергию – диабет 2-го типа.
Обширные исследования показали, что строгий контроль уровня сахара через постоянные его замеры и необходимые корректировки, если он оказывается слишком высоким или слишком низким, сокращают риск осложнений диабета, включая заболевания почек, глаз и сердца.
Биоинженер Дэвид Гауф из Университета Калифорнии в Сан-Диего – ведущий автор исследования, описывающего новую систему мониторинга и успешные результаты ее испытаний на животных.
Гауф говорит, что сенсор даст возможность диабетикам более пристально следить за уровнем сахара в крови, чем при использовании традиционных методов.
«Они могут корректировать инъекции инсулина или упражнения, диету, другие виды терапии, то есть лучше управлять своим диабетом, – говорит Гауф. – И это устройство может быть имплантировано подкожно на длительные сроки, скажем, на год или больше».
Устройство состоит из двух кислородных сенсоров. Один из них содержит оксидазу глюкозы – ферментный катализатор, который запускает химическую реакцию в зависимости от объема кислорода, потребляемого сахаром во внутритканевой жидкости под кожей.
Второй сенсор считывает количество кислорода, полученное первым сенсором, и сравнивает его с контрольным уровнем, таким образом вычисляя значение уровня сахара.
Гауф считает, что двойные сенсоры могут быть имплантированы амбулаторно на уровне талии или в нижней части живота или под ключицей, где часто размещают кардиостимуляторы.
Ученый говорит, что полученные показания будут передаваться по беспроводной связи на приемник, находящийся вне организма.
«Его можно прикрепить к ремню или, в конце концов, это может быть сотовый телефон или другая вещь», – говорит он.
Беспроводной мониторинг уровня глюкозы направлен на борьбу с одним из наиболее опасных аспектов диабета – гипогликемией – состоянием, при котором уровень сахара становится слишком низким. Гипогликемия особенно опасна, если развивается, когда человек спит.
«Такие люди находятся в постоянном состоянии тревоги, потому что они могут потерять когнитивные способности, может произойти несчастный случай или еще что-нибудь, – говорит Гауф. – А это устройство предупреждало бы их, если уровень глюкозы становится слишком низким. Поэтому, в принципе, можно снизить серьезность как краткосрочных, так и долгосрочных проблем».
Гауф говорит, что прибор можно настроить, чтобы он подавал сигнал на сотовый телефон, чтобы разбудить родителей детей-диабетиков, если уровень сахара в крови у ребенка станет опасно низким во время сна.
Исследователи говорят, что их цель – создать замкнутую систему, в которой беспроводной монитор непрерывно замеряет уровень сахара, а внешний инсулиновый насос автоматически корректирует количество впрыскиваемого инсулина.
Гауф отмечает, что ученые надеются начать клинические испытания прибора на людях в ближайшие несколько месяцев и получить одобрение федерального регулятора вскоре после этого.
Статья, описывающая систему беспроводного мониторинга уровня сахара, опубликована в журнале Science Translational Medicine.
