Высокие технологии в помощь диабетикам

Smart Watch и GlucoWatch – "часы" для мониторинга уровня глюкозы в крови, контактные линзы, которые меняют цвет при колебаниях уровня "сахара", а также другие изобретения в помощь больным сахарным диабетом

Smart Watch и GlucoWatch – "часы" для мониторинга уровня глюкозы в крови, контактные линзы, которые меняют цвет при колебаниях уровня "сахара", а также другие изобретения в помощь больным сахарным диабетом.

Согласно статистике, сегодня момент в мире насчитывается от 120 до 180 млн. людей, страдающих сахарным диабетом. Эта цифра составляет 2-3% от всего населения планеты, что ставит диабет на третью позицию после болезней сердечно-сосудистой системы и онкологических заболеваний.

По официальным данным, в России диабетом страдают 2,2 млн. человек. Отмечается, однако, что эта цифра получена только по подсчетам обращаемости больных за медицинской помощью и крайне не достоверна. В действительности реальная цифра, по оценкам экспертов, достигает 6-8 миллионов и продолжает непрерывно расти. Не лучше ситуация и в других странах – в США количество больных (в процентном соотношении) также составляет около 4-5%, в странах Западной Европы – 4-5%, Латинской Америки – целых 14-15%.

Закономерно, что проблема борьбы с сахарным диабетом является весьма актуальной, и над поиском методов борьбы с заболеванием активно работают многочисленные специалисты по всему миру, причём не только медики и биологи, но даже специалисты в области компьютерных технологий, физической химии и т.д.

В данной статье представлены примеры того, как небиологические разработки могут помочь страдающим диабетом. Как известно, в жизни человека, у которого был диагностирован диабет, появляется ранее неведомая забота – следить за уровнем "сахара" в своей крови. Более того, перед многими возникает неприятная необходимость – несколько раз на день истязать себя, чтобы добыть необходимую каплю крови для анализа. Описанные технологии предназначены для "бескровного" мониторинга состояния больного, и позволяют постоянно наблюдать за уровнем глюкозы в крови и оперативно реагировать в случае её критических колебаний.

Итак, по порядку. Уже не первый год вниманию общественности предлагаются различные модификации портативных устройств для неинвазивного контроля за уровнем глюкозы в крови. В большинстве случаев они носятся на запястье и внешне напоминают электронные часы.

Принцип функционирования устройств такого типа предусматривает контакт кожи с гелевой пластиной (диском), содержащей специальный фермент, который выборочно взаимодействует с глюкозой. Молекулы глюкозы движутся сквозь покровы в пластину благодаря слабому электрическому полю, которое создается электродами, расположенными на прилегающей к коже стороне прибора.

На фото можно наблюдать один из таких приборов под названием Smart Watch и его создателя – Алана Поупджоя (Alan Popejoy), 22-летнего студента Ноттингемского университета, Великобритания. Разработка устройства Smart Watch представляет результат годичной работы Алана и является частью его научной работы для получения степени бакалавра.

По словам студента, одним из мотивов разработки рассматриваемого прибора послужило то, что один из его непосредственных родственников страдает инсулиннезависимой формой сахарного диабета. Поупджой надеется, что помимо диабетиков его Smart Watch будет полезен также женщинам на поздних стадиях беременности.

Другая модификация наручного датчика уровня глюкозы - GlucoWatch компании Cygnus, Редвуд Сити, Калифорния. GlucoWatch был разработан несколько ранее вышеописанного прибора Алана Поупджоя и сейчас, вероятно, уже находится на финальных стадиях испытаний.

В начале использования прибора требуется проносить его на руке около трёх часов для того, чтобы поток молекул сквозь кожу установился на стационарном уровне. После этого устройство калибруется по анализам крови, взятой из пальца.

В дальнейшем GlucoWatch производит замеры уровня глюкозы каждые 20 минут на протяжении 12 часов. В случае если её уровень выходит за пределы нормы, устройство издает звуковой сигнал, после чего больной должен принять соответствующие меры. Ориентировочная стоимость GlucoWatch будет составлять около 300 долл. США.

Другую, на мой взгляд, более оригинальную (неизвестно, однако, насколько действенную) технологию измерения уровня глюкозы продемонстрировали исследователи Питсбургского университета во главе с Сенфордом Эсчером (Sanford Ascher). Они предлагают использовать для определения уровня глюкозы так называемые "световые кристаллы" – вещества, которые сигнализируют о присутствии тех или иных соединений изменением цвета.

"Световые кристаллы" представляют собой, по сути, гелеобразные смеси бороновой кислоты и некоторых других ингредиентов. Составляющие формируют длинные полимерные цепи, содержащие рецепторы глюкозы. Вследствие присоединения последней пространственная конфигурация цепей изменяется, что влияет на их оптические характеристики. Так, в частности, высокое содержание глюкозы придаёт гелю пурпурный цвет, низкое – красноватый, а при нормальном для организма содержании глюкозы "световые кристаллы" приобретают зелёную окраску.

Учёные предложили наносить данный материал на участок поверхности контактных линз, который покрывается веком. Это вполне разумно, поскольку слёзная жидкость, омывающая глазное яблоко, также содержит глюкозу, диффундирующую туда из крови. Таким образом, для того, чтобы узнать свой текущий уровень глюкозы, больному будет необходимо всего лишь оттянуть веко и посмотреть в зеркало на цвет индикаторной зоны контактной линзы. Своеобразно, дёшево и сердито.

Среди других вариантов контроля за уровнем "сахара" в крови следует упомянуть, к примеру, идею Марка Арнольда (Mark Arnold) из Университета Айовы, который предлагает измерять уровень глюкозы в подкожных клетках, неким образом используя для этого пучок света "близкого к инфракрасному", а также идею "татуировки" из специальных полимеров, которую предложил Джерард Коте (Gerard Cote) из Техасского сельскохозяйственно-технического университета. Будучи вживлена под кожу, такая "татуировка" также должна изменять цвет в зависимости от содержания глюкозы.

Следует, однако, отметить, что, не смотря на удобство и "высокотехнологичность" описанных устройств и методик, достоверность получаемых с их помощью результатов некоторыми специалистами пока подвергается сомнению; недостаточно исследованными остаются некоторые физиологические моменты, на которых основана работа упомянутых датчиков. В частности, пока нет чётких научных данных относительно того, насколько жёстко связаны величины содержания глюкозы в крови и в слёзной жидкости (идея контактных линз Сенфорда Эсчерома) и т.д. Весьма значительной остаётся себестоимость описанных приборов. А это означает, что "кровавые" способы определения содержания глюкозы в крови исчезнут ещё не скоро.