Τα άτομα με διαβήτη τύπου 1 χρειάζεται συχνά να μετρούν το σάκχαρό τους πολλές φορές μέσα στην ημέρα, συνήθως με τρύπημα στο δάχτυλο. Παρότι η ενόχληση είναι μικρή, η διαδικασία επαναλαμβάνεται καθημερινά και επηρεάζει την καθημερινή ρουτίνα.
Μια ερευνητική ομάδα στο MIT εξετάζει μια διαφορετική προσέγγιση, με στόχο να περιορίσει την ανάγκη για αυτές τις συνεχείς μετρήσεις και να προσφέρει πιο σταθερή παρακολούθηση της γλυκόζης. Η πρόταση βασίζεται σε έναν αισθητήρα νανοσωματιδίων που τοποθετείται κάτω από το δέρμα και συνεργάζεται με φορητή συσκευή ανάγνωσης.
Γιατί η συνεχής παρακολούθηση έχει σημασία
Η σωστή μέτρηση της γλυκόζης είναι κρίσιμη για τη ρύθμιση του διαβήτη. Οι απότομες αυξομειώσεις, ακόμη και αν διαρκούν λίγο, μπορούν να δημιουργήσουν σοβαρά προβλήματα, ειδικά μετά τα γεύματα ή σε άλλες στιγμές της ημέρας όπου το σάκχαρο βγαίνει εκτός φυσιολογικών ορίων.
Μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2008 στο New England Journal of Medicine είχε δείξει ότι η συνεχής παρακολούθηση μπορεί να βοηθήσει ενήλικες με διαβήτη τύπου 1, ιδιαίτερα από την ηλικία των 25 ετών και άνω, να ελέγχουν καλύτερα τα επίπεδα γλυκόζης τους. Αυτό ενίσχυσε το ενδιαφέρον για φορητά συστήματα που παρακολουθούν το σάκχαρο πιο συστηματικά μέσα στη μέρα.
Ωστόσο, οι σημερινές φορητές λύσεις δεν έχουν πάντα την ίδια ακρίβεια με την κλασική μέτρηση από το δάχτυλο. Επιπλέον, απαιτούν επαναβαθμονόμηση μία ή δύο φορές την ημέρα, κάτι που σημαίνει ότι ο χρήστης εξακολουθεί να χρειάζεται τις παραδοσιακές μετρήσεις.
Πώς λειτουργούν οι υπάρχοντες αισθητήρες
Οι περισσότερες από τις σημερινές συσκευές συνεχούς παρακολούθησης στηρίζονται σε ένα ένζυμο που ονομάζεται οξειδάση της γλυκόζης. Το ένζυμο αυτό διασπά τη γλυκόζη και στη συνέχεια ένας αισθητήρας στο δέρμα ανιχνεύει ένα παραπροϊόν της αντίδρασης, το υπεροξείδιο του υδρογόνου, ώστε να υπολογιστεί έμμεσα η τιμή της γλυκόζης.
Η μέθοδος αυτή έχει βοηθήσει σημαντικά την εξέλιξη της τεχνολογίας, όμως έχει και περιορισμούς. Ένα βασικό πρόβλημα είναι η διάρκεια χρήσης: οι συγκεκριμένοι αισθητήρες δεν έχουν εγκριθεί για παραμονή στο σώμα πέρα από επτά ημέρες κάθε φορά.
Ειδικοί στον χώρο της ενδοκρινολογίας εκτιμούν ότι η πορεία της παρακολούθησης γλυκόζης οδηγεί ξεκάθαρα προς πιο διακριτούς και ευκολότερους στη χρήση φορετούς αισθητήρες. Παράλληλα, θεωρούν ότι θα χρειαστεί ακόμη χρόνος μέχρι να υπάρξουν συστήματα που θα χρησιμοποιούνται χωρίς επιβεβαίωση από μέτρηση στο δάχτυλο.
Η νέα πρόταση με νανοσωλήνες άνθρακα
Η τεχνολογία που αναπτύσσεται στο MIT ακολουθεί διαφορετική λογική. Αντί να μετρά έμμεσα τη γλυκόζη μέσω χημικού παραπροϊόντος, χρησιμοποιεί νανοσωλήνες άνθρακα τυλιγμένους με πολυμερές υλικό που είναι ευαίσθητο στις συγκεντρώσεις γλυκόζης.
Όταν ο αισθητήρας έρχεται σε επαφή με τη γλυκόζη, οι νανοσωλήνες εκπέμπουν φθορισμό. Η εκπομπή αυτή μπορεί να ανιχνευθεί με φως κοντά στο υπέρυθρο φάσμα. Μετρώντας την ένταση του φθορισμού, η συσκευή μπορεί να υπολογίσει τη συγκέντρωση της γλυκόζης.
Η σχετική εργασία είχε παρουσιαστεί σε τεύχος του ACS Nano τον Δεκέμβριο του 2009. Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, το πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι στηρίζεται σε διαφορετικό μηχανισμό από εκείνον των συμβατικών συστημάτων και μπορεί θεωρητικά να προσφέρει συνεχή ανάγνωση χωρίς συχνές παρεμβάσεις.
Το «τατουάζ» κάτω από το δέρμα
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να δημιουργήσουν ένα είδος «μελανιού» από τα νανοσωματίδια, διαλυμένα σε φυσιολογικό ορό. Το υλικό αυτό θα μπορεί να εγχέεται κάτω από το δέρμα, σχηματίζοντας ένα μικρό «τατουάζ» αισθητήρων.
Η ιδέα είναι ότι το τατουάζ αυτό θα παραμένει ενεργό για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, πιθανότατα έως και έξι μήνες, και στη συνέχεια θα ανανεώνεται. Πάνω από το σημείο θα φοριέται μια συσκευή παρόμοια με ρολόι χειρός, η οποία θα στέλνει κοντινό υπέρυθρο φως και θα διαβάζει τον φθορισμό που παράγεται.
Ένα από τα πλεονεκτήματα που περιγράφονται είναι η αντοχή των νανοσωλήνων άνθρακα στο φως. Σε αντίθεση με άλλα φθορίζοντα υλικά που μπορεί να υποβαθμίζονται έπειτα από παρατεταμένη έκθεση, οι νανοσωλήνες δεν καταστρέφονται εύκολα από τον φωτισμό. Αυτό σημαίνει ότι η μέτρηση θα μπορούσε να γίνεται συνεχώς χωρίς να μειώνεται η απόδοση του αισθητήρα.
Ακρίβεια και επόμενα βήματα
Παρά τις προοπτικές της τεχνολογίας, το βασικό ζητούμενο παραμένει η ακρίβεια. Κάθε σύστημα μέτρησης γλυκόζης πρέπει να περάσει από αυστηρή αξιολόγηση, γνωστή ως Clarke Error Grid, η οποία θεωρείται πρότυπο αναφοράς για την αξιοπιστία τέτοιων αισθητήρων.
Η δοκιμή αυτή συγκρίνει τις ενδείξεις του αισθητήρα με αποτελέσματα από εργαστηριακό μετρητή γλυκόζης. Οι απαιτήσεις είναι ιδιαίτερα υψηλές, επειδή τα λάθη στην καταγραφή του σακχάρου μπορεί να οδηγήσουν σε επικίνδυνες αποφάσεις για τη θεραπεία.
Η ερευνητική ομάδα εργάζεται για να βελτιώσει την απόδοση του αισθητήρα και να τεκμηριώσει την αποτελεσματικότητά του. Η ανάπτυξη των νανοσωματιδίων και της φορητής συσκευής υποστηρίζεται από το Deshpande Center for Technological Innovation του MIT.
Προοπτική για κλινική χρήση
Η εφαρμογή σε ανθρώπους δεν θεωρείται άμεση. Σύμφωνα με όσα έχουν αναφερθεί από την ομάδα, οι δοκιμές σε ανθρώπους απέχουν ακόμη αρκετά, ενώ ενδιάμεσο βήμα μπορεί να αποτελέσουν οι δοκιμές σε ζώα.
Αυτές οι δοκιμές θα είναι καθοριστικές για να φανεί αν το σήμα του αισθητήρα είναι αρκετά ισχυρό και αξιόπιστο σε πραγματικές συνθήκες. Μόνο μέσα από τέτοιες δοκιμές μπορεί να αξιολογηθεί ουσιαστικά αν η προσέγγιση αυτή μπορεί να εξελιχθεί σε πρακτική λύση για τη διαχείριση του διαβήτη.
Αν η τεχνολογία αποδώσει όπως αναμένεται, θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για πιο άνετη και συνεχόμενη παρακολούθηση της γλυκόζης, με λιγότερες επεμβατικές διαδικασίες και καλύτερη εικόνα των μεταβολών του σακχάρου κατά τη διάρκεια της ημέρας.
