Comment un dispositif auto-alimenté de surveillance du glucose pourrait aider les personnes atteintes de diabète

Comment un dispositif auto-alimenté de surveillance du glucose pourrait aider les personnes atteintes de diabète
Les personnes atteintes de diabète doivent surveiller leur glycémie tout au long de la journée, mais le faire est un défi.
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Le diabète est la septième cause de décès aux États-Unis, avec environ 30.3 million d'adultes avoir la maladie. Un chez 4 adultes ne sait même pas qu'il est diabétique.

En outre, 84.1 million d'adultes souffrez de prédiabète - une maladie caractérisée par une glycémie élevée - et 90, pour cent d'entre eux ne savent pas qu'ils en sont atteints. Le bilan ne peut donc que s'aggraver.

Pour éviter les complications potentiellement mortelles du diabète, il est extrêmement important que les personnes atteintes de diabète garder leur glycémie dans une plage de sécurité. Cela a longtemps été un défi difficile, cependant, car il était difficile de surveiller de manière fiable les taux de glucose.

Je suis un chimiste, un ingénieur en chimie et un informaticien qui a développé et mené des recherches sur un éventuel système de surveillance autonome. Ces biocapteurs de glucose convertir l'énergie biochimique stockée dans le glucose sanguin - en d'autres termes, du corps même de la personne - en énergie électrique pour faire fonctionner le dispositif.

Tout sur le métabolisme du sucre

Diabète affecte la façon dont le corps décompose les aliments que nous mangeons en sucre. Ce sucre, ou glucose, est libéré dans notre circulation sanguine. En réponse, le pancréas produit une hormone appelée insuline qui permet aux cellules du corps de capter le sucre contenu dans le sang pour le transformer en énergie.

Si vous êtes diabétique, votre corps ne produit pas suffisamment d'insuline, comme dans le diabète de type 1, ou il ne peut pas utiliser l'insuline qu'il fabrique aussi bien qu'il le devrait pour maintenir un métabolisme de sucre dans le sang sain. Ce dernier est appelé diabète de type 2. Lorsqu'il n'y a pas assez d'insuline ou que les cellules cessent de répondre à l'insuline, trop de sucre reste dans votre circulation sanguine. Cela peut entraîner de graves complications.

En gardant sucre dans le sang à un niveau sûr est une stratégie clé pour gérer le diabète et prévenir sa progression. Des études ont montré que les personnes sous programme de contrôle intensif qui maintenaient leur glycémie près de la normale avaient moins de complications que les personnes qui maintenaient régulièrement des taux de sucre dans le sang plus élevés. Sur 63.6 pour cent des adultes effectuer une auto-surveillance quotidienne de la glycémie.

Le maintien de la glycémie est toutefois beaucoup plus difficile qu'il n'y paraît. Il faut que les gens accordent beaucoup d’attention à la quantité de glucides qu’ils consomment et qu’ils testez votre glycémie à l'aide de piqûres durant la journée. Beaucoup doivent aussi calculer les doses d'insuline et s'injecter de l'insuline.


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Il est très difficile d’atteindre l’objectif de contrôle du glucose en raison des fluctuations du régime alimentaire. La plupart des gens sont incapables de rester serrés contrôle de leur glycémie.

De plus, la maladie peut évoluer même si une personne suit les recommandations de son médecin pour maintenir une glycémie plus normale. Afin de maintenir les niveaux de glycémie bas, certains diabétiques s'exposent involontairement à un risque accru de glycémie extrêmement basse, ou d'hypoglycémie, une maladie potentiellement mortelle. Cette fluctuation de haut en bas devient une barrière pour les personnes atteintes de diabète, car elles se découragent. Des études ont suggéré que certaines personnes choisissent d'arrêter de maintenir Il en résulte un contrôle strict de la glycémie. Cela se traduit par surveillance insuffisante de la glycémie et des choix malsains.

Cette situation est aggravée par les prélèvements sanguins relativement peu fréquent tout au long de la journée - aussi peu que quatre fois - par rapport aux innombrables changements de la glycémie qui se produisent tout au long de la journée. Également, le taux de glucose dépendent du programme de médicaments ainsi que des circonstances individuelles. Les prélèvements sanguins ne fournissent qu'un enregistrement discret de la glycémie, lorsqu'un enregistrement continu de la glycémie fournit les meilleures informations.

Les appareils peuvent aider, mais ils ne sont pas parfaits

Les systèmes de surveillance du glucose aident de nombreuses personnes atteintes de diabète, mais ils ne sont pas encore largement utilisés. (Comment un dispositif de surveillance de la glycémie autonome pourrait-il aider les diabétiques?)
Les systèmes de surveillance du glucose aident de nombreuses personnes atteintes de diabète, mais ils ne sont pas encore largement utilisés.
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Des études ont montré l’utilisation d’appareils capables de surveiller en permanence la glycémie pourrait être une solution. Ces systèmes de surveillance continue de la glycémie prennent des mesures répétées, généralement toutes les cinq minutes, de la glycémie et du liquide biologique qui entoure les cellules. Cela permet une surveillance étroite et une correction rapide des taux de glycémie problématiques. Par conséquent, ces systèmes peut réduire le risque des complications liées au diabète.

Les personnes atteintes de diabète peuvent porter l'un de ces moniteurs dans plusieurs zones de leur corps, notamment autour de l'estomac et à l'arrière des bras et des jambes. Mais jusqu’à présent, seul un petit nombre de personnes portez-les parce que ces appareils ne sont pas parfaits. Les personnes doivent encore tester leur glycémie quatre fois par jour en utilisant un test de piqûre au doigt. De plus, le temps de réponse des périphériques est lent et souvent inexact. Et les gens doivent généralement porter le dispositif de surveillance et le réinsérer sous la peau tous les sept jours. De plus, dans les essais randomisés, la surveillance continue n’a pas été liée à la amélioration de la qualité de vie.

En outre, un essai clinique récent a montré que les moniteurs en continu n’étaient pas en mesure de détecter une hypoglycémie afin de réduire l’incidence des quelques hypoglycémies graves survenues chez des patients Le diabète de type 1.

Un avenir sans piqûres au doigt?

L'une des solutions pourrait consister en des dispositifs implantables entièrement autonomes, sans composants liés à la peau, qui soient moins importuns et allégent le fardeau de l'utilisateur. Ces systèmes de surveillance continue de la glycémie auto-alimentés constituent la prochaine génération de mesures de la glycémie qui peuvent réduire les obstacles à l’utilisation et à l’observance continues de la mesure. Ils suivent la glycémie et délivrent de l'insuline si une personne en a besoin.

Dans notre laboratoire, nous développons un dispositif auto-alimenté et implantable 4 millimètre par 4 millimètre. Il génère de l'énergie électrique en convertissant l'énergie chimique stockée dans le sucre sanguin d'une personne et fonctionne de la même manière qu'une batterie. Il utilise des protéines attachées à deux fils qui consomment sélectivement du glucose et de l'oxygène dans notre sang pour générer des électrons qui circulent dans le système. Le flux d'électrons entraîne la génération actuelle. Le produit du courant généré et de la différence de tension entre les deux fils entraîne la production d'énergie électrique. Ce courant électrique est directement proportionnel à la concentration de sucre dans le sang. Et par conséquent, il peut être utilisé pour détecter rapidement la glycémie avec l'avantage supplémentaire de réagir à une anomalie de la glycémie.

La chose importante à propos de notre plate-forme est qu’elle n’a pas besoin de piles. La puissance électrique générée peut être utilisée pour alimenter une pompe à insuline implantable, nous permettant ainsi de générer simultanément de l’énergie pour surveiller le glucose et délivrer de l’insuline aux sites cibles du corps afin d’améliorer les résultats pour la santé du patient.

La question est de savoir si cette idée du «pancréas artificiel en boucle fermée» peut être transformée en réalité. Le défi le plus important est la conception technique requise pour que le pancréas artificiel puisse déplacer le dispositif d'un banc à un autre et ensuite dans le corps, de sorte que les patients bénéficieraient d'un pancréas artificiel entièrement automatisé ne nécessitant aucune intervention de l'utilisateur.

Je suis optimiste sur le fait qu'il pourrait arriver un jour où un tel dispositif pourra entièrement automatiser le contrôle de la glycémie, assurer une surveillance continue de la glycémie et une délivrance thérapeutique sans aucune intervention du patient. Cela améliorera la gestion du diabète et permettra de créer un monde où le pouvoir humain pourrait maintenir la vie humaine.La Conversation

A propos de l'auteur

Gymama Slaughter, directeur exécutif, Centre de recherche en bioélectrique Frank Reidy, Old Dominion University

Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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