Новости

Apr 06, 2023

Пилотное исследование на здоровых добровольцах по использованию магнитогидродинамики в игле

Научные отчеты, том 12,

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 18318 (2022) Цитировать эту статью

3025 Доступов

1 Цитаты

20 Альтметрика

Подробности о метриках

Преимущества непрерывного мониторинга уровня глюкозы (НГМ) при лечении диабета широко документированы. Тем не менее, более широкое внедрение систем CGM ограничено их стоимостью и инвазивностью. Существующие устройства CGM, требующие имплантации или использования игл для подкожных инъекций, не могут предложить удобное решение. Мы продемонстрировали, что магнитогидродинамика (МГД) эффективна при извлечении дермальной интерстициальной жидкости (ISF), содержащей глюкозу, без использования игл. Здесь мы представляем первое исследование отбора проб ISF с помощью МГД для мониторинга уровня глюкозы у людей. Мы провели 10 тестов толерантности к глюкозе на 5 здоровых добровольцах и получили достоверную корреляцию между концентрацией глюкозы в образцах ИСФ, экстрагированных с помощью МГД, и образцах глюкозы капиллярной крови. После калибровки и удаления временной задержки данные показывают среднюю абсолютную относительную разницу (MARD) 12,9% и прецизионную абсолютную относительную разницу 13,1%. Принимая во внимание эти результаты, мы обсуждаем потенциальную ценность и ограничения МГД при безыгольном мониторинге уровня глюкозы.

Мониторинг уровня глюкозы играет фундаментальную роль в профилактике и лечении диабета, самого быстрорастущего заболевания в мире1. Почти 10% населения мира, живущего с диабетом, полагаются на периодический мониторинг уровня глюкозы для лечения этого заболевания. Традиционные глюкометры капиллярной крови (CBG) измеряют концентрацию глюкозы в образцах капиллярной крови, полученных пациентом. Каждое измерение требует прокалывания пальца ланцетом для получения образца крови, а это болезненная и неудобная процедура.

Современные тенденции склоняются к непрерывному мониторингу уровня глюкозы (CGM). К новым устройствам на основе интерстициальной жидкости (ISF) относятся Freestyle Libre от Abbot2, Dexcom G6 от Dexcom3 (подкожная игла) и Eversense от Senseonics4 (подкожный датчик). Эти устройства улучшают качество жизни людей, живущих с диабетом5, и эффективно помогают пациентам лучше справляться с этим заболеванием. Например, люди с диабетом 1 типа, использующие устройства CGM, менее склонны к гипогликемии6,7, дольше остаются в пределах целевого диапазона уровня глюкозы8,9 и имеют сниженные уровни HbA1c6,7,8,9. Аналогичные результаты наблюдались у пациентов с диабетом 2 типа10,11. Устройства для CGM позволяют отслеживать тенденции уровня глюкозы, что вызвало интерес, выходящий за рамки диагностированных случаев диабета. Например, CGM может мотивировать людей с предиабетом улучшить свой образ жизни. Это также может помочь оптимизировать восстановление и максимальную производительность спортсменов за счет управления питанием12,13.

В то время как традиционные глюкометры используют капиллярную кровь, большинство коммерческих устройств CGM измеряют уровень глюкозы с помощью ISF, доступ к которому можно получить с помощью минимально инвазивных или неинвазивных подходов. Многие соединения, такие как глюкоза, транспортируются из крови в клетки посредством ISF14,15. Концентрация глюкозы в ISF сильно коррелирует с концентрацией глюкозы в крови16,17. Эта корреляция делает ISF привлекательным для мониторинга уровня глюкозы. Однако неинвазивный отбор проб ISF затруднен из-за барьерной функции кожи. Таким образом, все подходы на основе ISF, достигшие коммерческого успеха, основаны на иглах или микроиглах, которые проникают в кожу и достигают ISF в дерме.

Другие подходы к неинвазивному МГМ, находящиеся в стадии активных исследований, включают отбор проб интерстициальной жидкости с помощью обратного ионтофореза18,19,20 и ультразвука21,22, а также обнаружение глюкозы через кожу с использованием света23 или радиоволн24. Однако этим подходам еще предстоит продемонстрировать свою способность обеспечивать необходимую точность и точность за пределами лабораторных условий.

Как инвазивные, так и неинвазивные методы CGM в интерстициальной жидкости сталкиваются с общей проблемой, связанной с задержкой между концентрациями глюкозы в ISF и в крови. Концентрация глюкозы в ИСФ зависит от скорости диффузии глюкозы из капилляров в интерстициальную жидкость и скорости поступления глюкозы клетками25. Следовательно, в большинстве случаев концентрация глюкозы в ISF отстает от концентрации глюкозы в крови26,27,28. Величина этого отставания варьируется со временем26 и внутри человека в зависимости от его физической активности и концентрации глюкозы в крови27.