Diabetespotilaiden on seurattava glukoosipitoisuuttaan koko päivän ajan, mutta tämä on haaste. sirtavelalot / Shutterstock.com

Diabetes on seitsemäs johtava kuolinsyy Yhdysvalloissa 30.3 miljoonaa aikuista sairaus. Yksi 4-aikuisista ei edes tiedä, että hänellä on diabetes.

Lisäksi, 84.1 miljoonaa aikuista sinulla on prediabetes - tila, jossa on kohonnut verensokeri - ja 90-prosenttiosuus heistä ei tiedä, että heillä on se. Näin ollen tietulli on todennäköisesti vain pahentumassa.

Diabetesta johtuvien hengenvaarallisten komplikaatioiden välttämiseksi on erittäin tärkeää, että diabeetikoilla on pitää veren glukoositasot turvallisella alueella. Se on kuitenkin jo pitkään ollut vaikea haaste, koska glukoosipitoisuuksia on vaikea seurata luotettavasti.

Olen kemisti, kemian ja tietotekniikan insinööri, joka on kehittänyt ja tehnyt tutkimusta mahdollisesta itsenäisesti toimivasta seurantajärjestelmästä. Nämä glukoosibiosensorit muuntaa veren glukoosiin tallennettu biokemiallinen energia - toisin sanoen ihmisen omasta kehosta - sähkötehoksi laitteen käyttämiseksi.

Kaikki sokerin aineenvaihdunnasta

Diabetes vaikuttaa siihen, miten keho hajottaa ruokaa, jota syömme sokeriksi. Tämä sokeri tai glukoosi vapautuu verenkiertoomme. Vastauksena haima tuottaa hormonia, jota kutsutaan insuliiniksi, jonka avulla kehon solut voivat ottaa sokeria verestä käyttämään energiaa.

Jos sinulla on diabetes, kehosi ei tuota tarpeeksi insuliinia, kuten tyypin 1 diabeteksessa, tai se ei voi käyttää insuliinia, jota se valmistaa, samoin kuin sen pitäisi ylläpitää tervettä verensokerin metaboliaa. Jälkimmäistä kutsutaan tyypin 2 diabetekseksi. Kun insuliinia ei ole riittävästi, tai solut eivät enää reagoi insuliiniin, verenkiertoon jää liikaa sokeria. Tämä voi johtaa vakaviin komplikaatioihin.

pito sokeria veressä turvallisella tasolla on keskeinen strategia diabeteksen hoidossa ja taudin etenemisen estämisessä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että ihmisillä, jotka käyttävät intensiivisiä kontrolliohjelmia ja jotka pitivät veren glukoosipitoisuutensa lähellä normaalia vähemmän komplikaatioita kuin ihmiset, jotka ylläpitivät säännöllisesti korkeampaa verensokeritasoa. Noin 63.6 prosenttia aikuisista suorittaa päivittäin verensokerin itsevalvontaa.

Verensokeritason ylläpitäminen on kuitenkin paljon vaikeampaa kuin se kuulostaa. Se edellyttää, että ihmiset kiinnittävät paljon huomiota kuluttamiensa hiilihydraattien määrään ja että ne testata verensokeria sormella koko päivän. Monien on myös laskettava insuliiniannokset ja pistettävä itsensä insuliinilla.

Glukoosi-kontrollin tavoitteen saavuttaminen on hyvin vaikeaa ruokavalion vaihteluiden vuoksi. Useimmat ihmiset eivät pysty pitämään tiukasti kiinni verensokeriarvoihin.

Ja tauti voi kehittyä, vaikka henkilö seuraa lääkärin suosituksia normaalia veren glukoosipitoisuuden ylläpitämiseksi. Pyrkiessään pitämään veren sokeritasot alhaisina, jotkut, joilla on diabetes, asettavat tahattomasti itselleen riskin erittäin alhaisille verensokeriarvoille tai hypoglykemialle, joka on hengenvaarallinen. Tämä vaihtelu korkeasta matalaan tasoon tulee esteenä diabeetikoille, koska ne ovat lannistuneet. Tutkimukset ovat ehdottaneet sitä jotkut ihmiset päättävät lopettaa ylläpidon tiukka verensokeriarvo. Tämä lisää riittämätön verensokerin tarkkailu ja epäterveellisiä valintoja.

Tilanne pahenee, koska verinäytteet ovat suhteellisen harvinaisia koko päivän ajan - niin vähän kuin neljä kertaa - verrattuna lukemattomiin verensokerin muutoksiin, joita esiintyy koko päivän. Myös, glukoositasot riippuvat lääkitysohjelmasta sekä yksittäisistä olosuhteista. Verinäytteellä saadaan vain erillinen verensokeriarvo, kun jatkuva verensokeritietue tarjoaa parhaan tiedon.

Laitteet voivat auttaa, mutta ne eivät ole täydellisiä

Glukoosin seurantajärjestelmät auttavat monia diabetesta sairastavia ihmisiä, mutta niitä ei ole vielä laajalti käytetty. Monkey Business Images / Shutterstock.com

Tutkimukset ovat osoittaneet, että sellaisten laitteiden käyttö, jotka voivat jatkuvasti seurata glukoosipitoisuuksia, voivat olla vastaus. Nämä jatkuvat glukoosinvalvontajärjestelmät mittaavat verensokeria ja soluja ympäröivää biologista nestettä toistuvasti viiden minuutin välein. Tämä mahdollistaa ongelmallisen verensokeritason tarkan seurannan ja oikea-aikaisen korjaamisen. Siksi nämä järjestelmät voi vähentää riskiä diabeteksen aiheuttamia komplikaatioita.

Ne, joilla on diabetes, voivat käyttää jotakin näistä monitoreista useilla kehon alueilla, kuten mahassa, ja käsivarsien ja jalkojen takana. Mutta toistaiseksi vain suhteellisen pieni määrä ihmisiä he käyttävät niitä, koska nämä laitteet eivät ole täydellisiä. Ihmiset tarvitsevat silti testata glukoosipitoisuutta neljä kertaa päivässä sormenläpäisykokeella. Lisäksi laitteiden vasteaika on hidas, ja ne ovat usein epätarkkoja. Yleensä ihmisten on käytettävä valvontalaitetta ja kiinnitettävä se ihon alle seitsemän päivän välein. Lisäksi satunnaistetuissa kokeissa jatkuvaa seurantaa ei ole yhdistetty parannetaan elämänlaatua.

Äskettäin tehdyssä kliinisessä tutkimuksessa havaittiin, että jatkuvatoimiset monitorit eivät kyenneet havaitsemaan hypoglykemiaa vähentääkseen harvojen vakavien hypoglykemiatapahtumien esiintyvyyttä potilailla, joilla oli \ t Tyyppi 1 diabetes.

Tulevaisuus ilman sormia?

Yksi ratkaisuista voisi olla täysin itsestään toimivia implantoitavia laitteita, joilla ei ole ihoa kiinnittäviä komponentteja, jotka ovat vähemmän häiritseviä ja helpottavat käyttäjän kuormitusta. Nämä itsenäiset jatkuvat glukoosinvalvontajärjestelmät ovat seuraavan sukupolven glukoosimonitoreja, jotka voivat vähentää jatkuvan glukoosimonitorin käytön ja kiinnittymisen esteitä. He seuraavat verensokeritasoa ja tuottavat insuliinia, jos henkilö tarvitsee sitä.

Laboratoriossa kehitämme 4-millimetrin laitteella itseliitettävää, implantoitavaa 4-millimetriä. Se tuottaa sähköä muuntamalla ihmisen verensokeriin tallennetun kemiallisen energian ja toimii samalla tavoin kuin akku. Se käyttää proteiineja, jotka on kiinnitetty kahteen johtoon, jotka kuluttavat valikoivasti glukoosia ja happea veressä, jotta saadaan aikaan sähköä, joka virtaa järjestelmän läpi. Elektronien virtaus johtaa nykyiseen sukupolveen. Muodostuneen virran ja jännitteen ero kahden johdon välillä johtaa sähkötehon tuottamiseen. Tämä sähköteho on suoraan verrannollinen verensokeripitoisuuteen. Näin ollen sitä voidaan käyttää verensokerin nopeaan tuntemiseen, mikä lisää hyötyä verensokeriarvojen poikkeamisesta.

Tärkeä asia foorumi on se, että se ei vaadi akkuja. Sähköntuotantoa voidaan käyttää implantoitavan insuliinipumpun tehoon, jolloin voimme tuottaa samanaikaisesti virtaa seurata glukoosia ja toimittaa insuliinia kohdekohtiin elimistössä parantamaan potilaiden terveystuloksia.

Kysymys kuuluu, voidaanko tämä ajatus "suljetun silmukan keinotekoisesta haimasta" muuttua todellisuudeksi. Tärkein haaste on tekninen suunnittelu, jota tarvitaan keinotekoisen haiman liikkumiseen laitteesta penkistä klinikalle ja kehoon, jolloin potilaat hyötyisivät täysin automatisoidusta keinotekoisesta haimasta, joka ei vaadi käyttäjän toimia.

Olen optimistinen siitä, että voi tulla päivä, jolloin tällainen laite voi täysin automatisoida verensokerin kontrollin, tarjota jatkuvaa glukoosin seurantaa ja terapeuttista antamista ilman potilaan väliintuloa. Tämä parantaa diabeteksen hallintaa ja mahdollistaa sellaisen maailman luomisen, jossa ihmisvoima voisi ylläpitää ihmisen elämää.

Author

Gymama Slaughter, toimitusjohtaja, Frank Reidy Bioelectricsin tutkimuskeskus, Old Dominion University

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon