どのように自己電源式グルコースモニタリング装置が糖尿病患者を助けることができたか

どのように自己電源式グルコースモニタリング装置が糖尿病患者を助けることができたか
糖尿病患者は1日を通して血糖値を監視する必要がありますが、そうすることは困難です。
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糖尿病は米国で第7位の死因であり、 大人30.3人 病気にかかっている。 4大人の1人 彼または彼女は糖尿病を知っていません。

加えて、 大人84.1人 前糖尿病(血糖値が上昇している状態)を抱えており、その90の割合は彼らがそれを持っているかどうかわかりません。 したがって、料金は悪化する可能性が高いだけです。

糖尿病から生ずる生命を脅かす複雑な合併症を避けるために、糖尿病患者にとっては、 血糖値を維持する 安全な範囲内にある。 しかし、グルコースレベルを確実に監視することは難しいため、これまで困難な課題でした。

私は化学者、化学者、コンピューターエンジニアであり、自己発電式の可能性のある監視システムの開発と実施を行っています。 これらのグルコースバイオセンサー 血糖に貯蔵された生化学的エネルギー、換言すれば人の身体からの電気エネルギーを電力に変換して装置を作動させる。

糖代謝に関するすべて

糖尿病 私たちが砂糖に食べる食べ物を身体がどのように分解するかに影響します。 この砂糖、またはグルコースは、私たちの血流に放出されます。 これに応答して、膵臓はインスリンと呼ばれるホルモンを産生し、体内の細胞が血液から糖を取り込んでエネルギーとして使用できるようにします。

あなたが糖尿病の場合、あなたの体は1型糖尿病のように十分なインスリンを作らないか、インスリンを使用することができず、健康な血糖代謝を維持する必要があります。 後者はタイプ2型糖尿病と呼ばれています。 十分なインスリンがない場合、または細胞がインスリンに応答しなくなると、あまりにも多くの砂糖が血流にとどまります。 これは深刻な合併症につながる可能性があります。

キーピング 安全なレベルで血中の砂糖 糖尿病を管理し、疾患の進行を予防するための重要な戦略です。 研究によると、血糖値を正常に近い状態に維持していた集中管理プログラムの人々は、 合併症の軽減 より高い血糖値を日常的に維持していた人々よりも優れています。 約 大人の63.6% 血糖の毎日の自己監視を行う。

しかし、血糖値を維持することは、それが聞こえるよりもはるかに困難です。 人々は消費する炭水化物の量に多くの注意を払う必要があり、 指の枝で血糖を検査する 一日中。 多くの人はインスリン投与量を計算し、インシュリンを注射しなければなりません。

食事からの変動のために、グルコース制御目標を達成することは非常に困難である。 ほとんどの人が緊張を保つことができない 血糖コントロール.

さらに、正常な血糖値を維持するために医師の推奨に従っていても、この病気は進行する可能性があります。 血糖値を低く抑える努力の中で、糖尿病患者の中には、極めて低レベルの血糖や低血糖(生命を脅かす状態)のリスクが高まることもあります。 この高いレベルから低いレベルへの変動は、彼らが落胆するにつれて、糖尿病患者の障壁になります。 研究は、 一部の人々は維持を止めることを選択する その結果として血糖コントロールが厳しくなる。 これによりさらに 不十分な血糖モニタリング 不健全な選択。

この状況は、血液採取が 比較的まれな 1日を通して血糖値の無数の変化と比較して、1日を通して - わずか4倍である。 また、 グルコースレベル 投薬プログラムと個々の状況に依存する。 連続的な血糖記録が最良の情報を提供する場合、血液サンプリングは、個別の血糖記録のみを提供する。

デバイスは助けることができますが、完璧ではありません

グルコースモニタリングシステムは、糖尿病の多くの人々を助けるが、それらはまだ広く使用されていない。 (自己動力式グルコースモニタリング装置が糖尿病患者にどのように役立つか)
グルコースモニタリングシステムは、糖尿病の多くの人々を助けるが、それらはまだ広く使用されていない。
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研究は示しています グルコースレベルを継続的に監視することができる装置の使用が答えになる可能性があることを示している。 これらの連続的なグルコースモニタリングシステムは、血糖および細胞を取り囲む生物学的液体の、典型的には5分ごとの反復測定を行う。 これにより、問題のある血糖値を密接に監視し、適時に修正することができます。 したがって、これらのシステム リスクを減らすことができます 糖尿病関連の合併症

糖尿病の人は、胃の周りや腕や脚の後ろなど、身体のいくつかの領域でこれらのモニタの1つを装着することができます。 しかし、これまでのところ、 少人数 これらのデバイスは完璧ではないので、それらを身に着けている。 人々はまだ指の枝打ち検査を用いて1日4回血糖値を検査する必要がある。 さらに、デバイスの応答時間が遅く、頻繁に不正確になります。 そして、通常、人々は監視装置を身に着けて、7日ごとに皮膚の下に再挿入しなければならない。 さらに、ランダム化試験では、連続的なモニタリングは 生活の質の向上.

また、最近の臨床試験では、連続モニタが低血糖を検出することができず、患者で発生した重篤な低血糖症の発生率を低下させることができないことが判明した 1の型糖尿病.

未来には手が届かない?

その解決策の1つは、皮膚に付着しにくく、邪魔にならず、ユーザーの負担を軽減する、完全に自己給電式の植込み型装置である可能性がある。 これらの自己動力式連続グルコースモニタリングシステムは、次々世代のグルコースモニタであり、ハードルを連続的なグルコースモニタの使用および遵守にまで低減することができる。 彼らは血糖値を追跡し、人がそれを必要とするならばインスリンを送達する。

私たちの研究室では、4ミリメートル装置を使って、自己電源で移植可能な4ミリメートルを開発しています。 人の血糖に蓄積された化学エネルギーを変換して電力を生成し、電池と同様に働きます。 それは、血液中のグルコースと酸素を選択的に消費する2本のワイヤーに付着したタンパク質を使用して、システムを流れる電子を発生させます。 電子の流れは電流発生をもたらす。 生成された電流と2つのワイヤ間の電圧差との積は、電力の生成をもたらす。 この電力は、血糖濃度に直接比例する。 したがって、それは血糖値の異常に応答するという追加の利点と共に血糖を迅速に感知するために使用することができる。

私たちのプラットフォームの重要な点は、バッテリーを必要としないことです。 生成された電力は、移植可能なインスリンポンプに電力を供給するために使用され、それにより、患者の健康成果を改善するために、体内の標的部位にグルコースをモニターし、インスリンを送達するためのパワーを同時に生成することが可能になる。

疑問は、この「閉ループ人工膵臓」の考え方を現実に変えることができるかどうかです。 最も重要な課題は、人工膵臓がベンチから体内に装置を移動させるために人工膵臓に必要とされる工学設計であり、患者はユーザーの介入を必要としない完全に自動化された人工膵臓から利益を得る。

このような装置が血糖コントロールを完全に自動化し、患者からの介入なしに連続的なグルコースモニタリングと治療的送達を提供することができる日が来ることが楽観的である。 これにより、糖尿病の管理が改善され、人間の力が人間の生活を支えることができる世界の創造が可能になります。会話

著者について

Gymama Slaughter、エグゼクティブ・ディレクター、Frank Reidyバイオ・リサーチ・センター、 オールドドミニオン大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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