Cómo un dispositivo de control de glucosa autoalimentado podría ayudar a las personas con diabetes

Cómo un dispositivo de control de glucosa autoalimentado podría ayudar a las personas con diabetes
Las personas con diabetes deben controlar sus niveles de glucosa a lo largo del día, pero hacerlo es un desafío.
sirtavelalot / Shutterstock.com

La diabetes es la séptima causa de muerte en los Estados Unidos, con aproximadamente 30.3 millones de adultos teniendo la enfermedad Uno en adultos 4 Ni siquiera sabe que él o ella tiene diabetes.

Además, 84.1 millones de adultos tiene prediabetes, una condición con niveles elevados de azúcar en la sangre, y el porcentaje de 90 de ellos no sabe que la tienen. Por lo tanto, es probable que el peaje empeore.

Para evitar las complicaciones peligrosas para la vida que surgen de la diabetes, es extremadamente importante que las personas con diabetes mantener sus niveles de glucosa en la sangre dentro de un rango seguro. Sin embargo, durante mucho tiempo ha sido un desafío difícil, porque ha sido difícil monitorear de manera confiable los niveles de glucosa.

Soy un químico, químico e ingeniero informático que ha desarrollado y realizado investigaciones sobre un posible sistema de monitoreo autoalimentado. Estos biosensores de glucosa. Convierta la energía bioquímica almacenada en la glucosa en sangre, es decir, del propio cuerpo de una persona, en energía eléctrica para hacer funcionar el dispositivo.

Todo sobre el metabolismo del azúcar.

Diabetes afecta la forma en que el cuerpo descompone los alimentos que ingerimos en azúcar. Este azúcar, o glucosa, se libera en nuestro torrente sanguíneo. En respuesta, el páncreas produce una hormona llamada insulina que permite a las células del cuerpo tomar azúcar de la sangre para usarla como energía.

Si tiene diabetes, su cuerpo no produce suficiente insulina, como en la diabetes tipo 1, o no puede usar la insulina que produce tan bien como debería para mantener un metabolismo saludable del azúcar en la sangre. La última se llama diabetes tipo 2. Cuando no hay suficiente insulina o las células dejan de responder a la insulina, queda demasiada azúcar en el torrente sanguíneo. Esto puede llevar a complicaciones graves.

Acuerdo Azúcar en la sangre a un nivel seguro. Es una estrategia clave para controlar la diabetes y prevenir la progresión de la enfermedad. Los estudios han demostrado que las personas en programas de control intensivo que mantuvieron sus niveles de glucosa en sangre cerca de lo normal tienen menos complicaciones que las personas que mantenían rutinariamente niveles más altos de azúcar en la sangre. Acerca de 63.6 por ciento de adultos Realiza autocontrol diario de la glucemia.

Sin embargo, mantener los niveles de glucosa en la sangre es mucho más difícil de lo que parece. Requiere que las personas presten mucha atención a la cantidad de carbohidratos que consumen y que prueba de azúcar en la sangre por pinchazos en los dedos durante todo el día. Muchos también deben calcular las dosis de insulina e inyectarse insulina.


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Lograr el objetivo de control de la glucosa es muy difícil debido a las fluctuaciones de la dieta. La mayoría de las personas son incapaces de mantenerse firmes control de su glucosa en sangre.

Y, la enfermedad puede progresar incluso si una persona sigue las recomendaciones del médico para mantener un nivel de glucosa en sangre más normal. En un esfuerzo por mantener bajos los niveles de azúcar en la sangre, algunas personas con diabetes se ponen involuntariamente en mayor riesgo de niveles extremadamente bajos de glucosa en la sangre, o hipoglucemia, una afección que pone en peligro la vida. Esta fluctuación de niveles altos a bajos se convierte en una barrera para las personas con diabetes, ya que se desaniman. Los estudios han sugerido que Algunas personas optan por dejar de mantener control estricto de la glucosa en sangre como resultado. Esto da como resultado en monitorización inadecuada de glucosa en sangre y opciones poco saludables.

Esta situación se agrava porque las muestras de sangre son relativamente infrecuente a lo largo del día, tan solo cuatro veces, en comparación con los innumerables cambios en la glucosa en sangre que se producen a lo largo del día. También, los niveles de glucosa Depende del programa de medicación así como de las circunstancias individuales. La muestra de sangre proporciona solo un registro discreto de glucosa en sangre, cuando un registro continuo de glucosa en sangre proporciona la mejor información.

Los dispositivos pueden ayudar, pero no son perfectos.

Los sistemas de monitoreo de glucosa ayudan a muchas personas con diabetes, pero aún no se usan ampliamente. (Cómo un dispositivo de monitoreo de glucosa autoamplificado podría ayudar a las personas con diabetes)
Los sistemas de monitoreo de glucosa ayudan a muchas personas con diabetes, pero aún no se usan ampliamente.
Monkey Business Images / Shutterstock.com

Los estudios han demostrado que el uso de dispositivos que puedan monitorear continuamente los niveles de glucosa podría ser una respuesta. Estos sistemas de monitoreo continuo de glucosa toman mediciones repetidas, típicamente cada cinco minutos, de azúcar en la sangre y el fluido biológico que rodea a las células. Esto permite un monitoreo cercano y una corrección oportuna de los niveles problemáticos de glucosa en la sangre. Por lo tanto, estos sistemas puede reducir el riesgo de las complicaciones relacionadas con la diabetes.

Las personas con diabetes pueden usar uno de estos monitores en varias áreas de su cuerpo, como alrededor del estómago y la parte posterior de los brazos y las piernas. Pero, hasta ahora, sólo una relativamente pequeña cantidad de personas Los llevamos porque estos dispositivos no son perfectos. Las personas todavía necesitan realizar pruebas de nivel de glucosa cuatro veces al día con una prueba de pinchazo en el dedo. Además, el tiempo de respuesta de los dispositivos es lento y, a menudo, son inexactos. Y, por lo general, las personas deben usar el dispositivo de monitoreo y reinsertarlo debajo de la piel cada siete días. Además, en los ensayos aleatorios, el monitoreo continuo no se ha relacionado con mejor calidad de vida.

Además, un ensayo clínico reciente encontró que los monitores continuos no pudieron detectar la hipoglucemia para disminuir la incidencia de los pocos eventos de hipoglucemia severos que ocurrieron en pacientes con La diabetes tipo 1.

¿Un futuro libre de pinchazos?

Una de las soluciones podría ser dispositivos implantables totalmente autoalimentados sin componentes adheridos a la piel que sean menos molestos y que alivien la carga del usuario. Estos sistemas de monitoreo continuo de glucosa autoalimentados son la próxima generación de monitores de glucosa que pueden reducir los obstáculos para el uso y la adherencia continuos del monitor de glucosa. Rastrean los niveles de azúcar en la sangre y administran insulina si una persona lo necesita.

En nuestro laboratorio, estamos desarrollando un dispositivo 4-milimétrico autoimpulsado e implantable por 4-milímetro. Genera energía eléctrica al convertir la energía química almacenada en el azúcar en la sangre de una persona y funciona de manera similar a una batería. Utiliza proteínas unidas a dos cables que consumen selectivamente glucosa y oxígeno en nuestra sangre para generar electrones que fluyen a través del sistema. El flujo de electrones da como resultado la generación actual. El producto de la corriente generada y la diferencia de voltaje entre los dos cables da como resultado la producción de energía eléctrica. Esta potencia eléctrica es directamente proporcional a la concentración de azúcar en la sangre. Y por lo tanto, se puede usar para detectar rápidamente el azúcar en la sangre con el beneficio adicional de responder a anomalías en los niveles de azúcar en la sangre.

Lo importante de nuestra plataforma es que no requiere baterías. La energía eléctrica generada se puede utilizar para alimentar una bomba de insulina implantable, lo que nos permite generar energía de forma simultánea para controlar la glucosa y administrar la insulina a los sitios objetivo del cuerpo para mejorar los resultados de salud del paciente.

La pregunta es si esta idea del "páncreas artificial de circuito cerrado" se puede transformar en realidad. El desafío más importante es el diseño de ingeniería requerido para que el páncreas artificial mueva el dispositivo desde el banco a la clínica y al cuerpo, por lo que los pacientes se beneficiarían de un páncreas artificial completamente automatizado que no requiere la intervención del usuario.

Soy optimista de que puede llegar un día en que un dispositivo de este tipo pueda automatizar completamente el control de la glucosa en la sangre, proporcionar un monitoreo continuo de la glucosa y un suministro terapéutico sin intervención del paciente. Esto mejorará el control de la diabetes y permitirá la creación de un mundo donde el poder humano pueda sostener la vida humana.La conversación

Sobre el Autor

Gymama Slaughter, Director Ejecutivo, Frank Reidy Research Center for Bioelectrics, Old Dominion University

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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