Microinfusore/CGM/Pancreas artificiale

Nuovi modi per misurare i livelli di glucosio senza prelievo di sangue

Un recente studio, affiliato con UNIST (Corea del Sud), ha segnalato un nuovo percorso per misurare i livelli di zucchero nel sangue (BGL) senza prelievo di sangue. Questa è una tecnica rivoluzionaria e non invasiva per testare i livelli di glucosio nel sangue, utilizzando un sensore di glucosio basato su onde elettromagnetiche (EM) inserito sotto la pelle. Le loro scoperte hanno attirato molta attenzione, in quanto eliminano la necessità per i pazienti con diabete di pungersi costantemente le dita con un glucometro.

Questa svolta è stata guidata dal professor Franklin Bien e dal suo gruppo di ricerca presso il Dipartimento di ingegneria elettrica dell’UNIST.

In questo studio, il team di ricerca ha proposto un sensore a base elettromagnetica che può essere impiantato per via sottocutanea e in grado di tracciare minuscole variazioni della permittività dielettrica dovute a variazioni dei BGL. Il sensore proposto, che è circa un quinto di un batuffolo di cotone, può misurare i cambiamenti nelle concentrazioni di glucosio nel liquido interstiziale (ISF), il liquido che riempie gli spazi tra le cellule.

“Il lavoro attuale è uno sforzo per la realizzazione di un sensore impiantabile a base elettromagnetica, che può essere un’alternativa al sensore di glucosio a base enzimatica o ottica”, ha osservato il gruppo di ricerca. “Il sensore impiantabile proposto non solo ha superato gli svantaggi dei sistemi di monitoraggio continuo del glucosio esistenti (CGMS), come la breve durata della vita, ma ha anche migliorato l’accuratezza della previsione del glucosio nel sangue”.

Il diabete può essere diagnosticato se i livelli di glicemia a digiuno sono pari o superiori a 126 mg/dL. Un normale risultato del test della glicemia a digiuno è inferiore a 100 mg/dL. Uno degli obiettivi principali del trattamento del diabete è mantenere i livelli di glucosio nel sangue entro un intervallo target specificato. Più di 400 milioni di persone in tutto il mondo vivono con il diabete e soffrono ancora di pungersi le dita più volte al giorno per controllare i livelli di glucosio nel sangue.

Vari metodi alternativi al metodo della puntura del dito sono stati ampiamente studiati per il rilevamento della glicemia, come il sensore di glucosio basato su enzimi o ottico. Tuttavia, hanno ancora problemi in termini di lunga durata, portabilità e precisione.

In questo studio, il team di ricerca ha introdotto la gestione semipermanente e continua della glicemia a bassi costi di manutenzione senza il dolore causato dalla raccolta del sangue, consentendo ai pazienti di godere di una vita di qualità attraverso un trattamento e una gestione adeguati del diabete. Ciò dovrebbe aumentare l’uso di CGMS, che attualmente è solo del 5%.

Il team di ricerca ha anche eseguito sia il test di tolleranza al glucosio per via endovenosa (IVGTT) che il test di tolleranza al glucosio orale (OGTT) con sensore impiantato a suini e beagle in un ambiente controllato ( Vedi Figura 2 ). Secondo il team di ricerca, i risultati dell’iniziale esperimento proof-of-concept in vivo hanno mostrato una promettente correlazione tra BGL e risposta in frequenza del sensore.

“Il sensore e il sistema proposti sono effettivamente nella fase iniziale di sviluppo”, ha osservato il team di ricerca. “Nonostante ciò, i risultati della prova di concetto in vivo mostrano una promettente correlazione tra BGL e risposta in frequenza del sensore. In effetti, il sensore mostra la capacità di tracciare la tendenza BGL.

“Per l’effettivo impianto del sensore dobbiamo considerare l’imballaggio biocompatibile e le reazioni da corpo estraneo (FBR) per applicazioni a lungo termine. Inoltre, è in fase di sviluppo un sistema di interfaccia sensore migliorato”, ha aggiunto il team di ricerca.

I loro risultati sono stati pubblicati nel numero di ottobre 2022 di  Scientific Reports . Questo studio è stato condotto in collaborazione con  SB Solutions Inc. , una startup di facoltà basata su UNIST fondata dal Professor Franklin Bien (Dipartimento di Ingegneria Elettrica, UNIST). L’azienda, fondata nel 2017, è uno sviluppatore di un sistema di misurazione del glucosio progettato per assistere nella gestione della glicemia in tempo reale. Il sistema dell’azienda utilizza una tecnica di misurazione del glucosio non invasiva basata su onde elettromagnetiche e i relativi sistemi sono attualmente nelle fasi del processo di commercializzazione.

Journal Reference
Seongmun Kim, Jagannath Malik, Jong Mo Seo,  et al ., “Sistema di biosensori elettromagnetici impiantabili per via sottocutanea per il monitoraggio continuo del glucosio”,  Sci Rep ., (2022).

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