Неинвазивный метод измерения уровня глюкозы в крови, разработанный в Массачусетском технологическом институте (MIT), может избавить пациентов с диабетом от необходимости несколько раз в день прокалывать пальцы.

Команда MIT использовала рамановскую спектроскопию — метод, который позволяет определить химический состав тканей путём облучения их ближним инфракрасным или видимым светом — для разработки устройства размером с коробку для обуви, которое может измерять уровень глюкозы в крови без использования игл.

В ходе испытаний на здоровом добровольце исследователи обнаружили, что показания их устройства были схожи с показаниями коммерческих датчиков непрерывного мониторинга глюкозы, которые требуют имплантации провода под кожу. Хотя устройство, представленное в этом исследовании, слишком велико, чтобы использовать его в качестве носимого датчика, исследователи уже разработали новую, носимую версию, которую в настоящее время тестируют в небольшом клиническом исследовании.

«Долгое время прокол пальца был стандартным методом измерения уровня сахара в крови, но никто не хочет колоть себе палец каждый день, по несколько раз в день. Естественно, многие пациенты с диабетом недостаточно часто проверяют уровень глюкозы в крови, что может привести к серьёзным осложнениям, — говорит Чон Вунг Кан, научный сотрудник MIT и старший автор исследования. — Если мы сможем создать неинвазивный глюкометр с высокой точностью, то почти все диабетики смогут воспользоваться преимуществами этой новой технологии».

Большинство пациентов с диабетом измеряют уровень глюкозы в крови путём забора крови и тестирования её с помощью глюкометра. Некоторые используют носимые мониторы, которые имеют датчик, вставляемый непосредственно под кожу. Эти датчики обеспечивают непрерывное измерение уровня глюкозы из межклеточной жидкости, но они могут вызывать раздражение кожи и их необходимо заменять каждые 10–15 дней.

Исследователи из LBRC Массачусетского технологического института в 2010 году показали, что они могут косвенно рассчитывать уровень глюкозы на основе сравнения рамановских сигналов из межклеточной жидкости, которая омывает клетки кожи, и эталонных измерений уровня глюкозы в крови. Хотя этот подход давал надёжные результаты, он не был практичным для применения в глюкометрах.

Совсем недавно исследователи сообщили о прорыве, который позволил им напрямую изм��рять рамановские сигналы глюкозы с кожи. Обычно этот сигнал глюкозы слишком слаб, чтобы его можно было выделить из всех других сигналов, генерируемых молекулами в ткани. Команда MIT нашла способ отфильтровать большую часть нежелательного сигнала, направляя на кожу ближний инфракрасный свет под другим углом, под которым они собирали полученный рамановский сигнал.

Обычно спектр Рамана может содержать около 1000 полос. Однако команда MIT обнаружила, что они могут определять уровень глюкозы в крови, измеряя всего три полосы — одну от глюкозы плюс два фоновых измерения. Такой подход позволил исследователям сократить количество и стоимость необходимого оборудования.

В клиническом исследовании, проведённом в Центре клинических трансляционных исследований (CCTR) Массачусетского технологического института, исследователи использовали новое устройство для снятия показаний у здорового добровольца в течение четырёх часов. Когда испытуемый клал руку на устройство, луч ближнего инфракрасного излучения проникал через небольшое стеклянное окошко на кожу для проведения измерения.

Каждое измерение занимало чуть более 30 секунд, и исследователи проводили новые измерения каждые пять минут.

Во время исследования испытуемый употреблял два напитка с глюкозой по 75 грамм, что позволило исследователям отслеживать значительные изменения концентрации глюкозы в крови. Они обнаружили, что устройство на основе эффекта Рамана показало уровень точности, аналогичный двум доступным в продаже инвазивным глюкометрам, которые носил испытуемый.