Потреба в постійному контролі рівня цукру в крові є обтяжливою реальністю для мільйонів людей, які страждають на діабет. Цей щоденний ритуал зазвичай передбачає багаторазові проколи пальця для забору краплі крові або використання спеціальних сенсорних пластирів, які доводиться регулярно замінювати. Такий підхід може бути вкрай неприємним, особливо для тих, хто не любить голок. Однак, на горизонті з’явилася надія на революційне полегшення завдяки інноваційній розробці.
Вчені з Массачусетського технологічного інституту (MIT) – одного з найвизначніших дослідницьких центрів світу, який славиться своїми науковими відкриттями та технологічними проривами, – представили значно кращий метод. Вони створили технологію вимірювання рівня глюкози в крові, що використовує ближнє інфрачервоне світло для сканування тканин шкіри. Ця система дозволяє точно визначити рівень цукру без жодного проколу.
Новий підхід до діагностики
Ця безінвазивна система базується на принципах раманівської мікроскопії – це сучасна аналітична техніка, яка дозволяє досліджувати хімічний склад матеріалів, вивчаючи, як вони розсіюють світло після взаємодії з лазерним променем. Наразі пристрій виглядає як коробка розміром із взуттєву, і для сканування необхідно покласти на нього руку та почекати близько 30 секунд. У цей час лазерне світло спрямовується на тканини тіла. Унікальний візерунок розсіяного світла, який повертається назад, піддається аналізу. Цей процес подібний до того, як різні матеріали відображають світло у характерний для них спосіб. Коли лазер потрапляє на молекули в тканинах чи рідинах, це спричиняє їхню вібрацію, і вони повертають світло на трохи інших довжинах хвиль, що й розкриває інформацію про присутні в них речовини.
Спираючись на свої попередні здобутки щодо вимірювання раманівських сигналів зі шкіри, опубліковані у 2020 році, дослідники встановили, що, спрямовуючи ближнє інфрачервоне світло на шкіру під іншим кутом, ніж той, під яким вони збирали вихідний сигнал, можна вимірювати лише три смуги раманівського спектра замість звичайних приблизно 1000 “шумних” смуг. Це дозволяє швидко та надзвичайно точно визначити рівень глюкози в крові.
Клінічне дослідження із застосуванням цього апарату, під час якого у здорового добровольця кожні п’ять хвилин протягом чотирьох годин збиралися показники рівня цукру, продемонструвало, що сканер є настільки ж точним, як і два комерційно доступні монітори глюкози, які учасник використовував паралельно.
Оптичний інженер Аріанна Бресчі, яка керувала цим вивченням, пояснює, що відмова від отримання повного спектра, який містить багато надлишкової інформації, дозволила сконцентруватися лише на трьох обраних смугах з тисячі. Її розробка скоро з’явиться у фаховому журналі «Analytical Chemistry», а більше про неї можна дізнатися на LinkedIn Аріанни. Вона зазначає, що цей новаторський підхід дозволить змінити компоненти, які зазвичай застосовуються в раманівських пристроях, а також значно економити місце, час і фінансові ресурси.
Перспективи на майбутнє
Хоча нинішнє обладнання є стаціонарним, розташованим на столі, команда вже активно працює над портативним прототипом. Цей варіант матиме розмір, порівнянний із мобільним телефоном. Його вже тестують у клінічному дослідженні, а пізніше планують залучити до масштабнішого випробування за участі людей з діабетом. Дослідники сподіваються згодом мініатюризувати скануючу технологію настільки, щоб її можна було інтегрувати у пристрій розміром з наручний годинник.
Це не єдині зусилля, спрямовані на відмову від голок при вимірюванні цукру в крові. Минулого року з’явилася інформація про безінвазивний ЕКГ-пристрій у вигляді нагрудного ремінця вагою всього 15 грамів, який прогнозував рівень глюкози на основі даних електрокардіограми. Проте, комерційна доступність цього апарату очікується не раніше, ніж за рік. Залишається сподіватися, що обидва ці рішення, а також інші новації, незабаром з’являться на ринку, пропонуючи пацієнтам менш стресовий та значно зручніший спосіб моніторингу рівня цукру.
