لماذا يصعب قياس الجلوكوز باستمرار؟

يبدأ كل شخص اليوم بروتين ، ومثل معظم الأشخاص المعاصرين ، أبدأ بفحص هاتفي. ولكن إذا تحقق معظم الناس في حالة الطقس أو ازدحام المرور أو Twitter و Facebook ، فإنني استخدم هاتفي لإلقاء نظرة على بضع سنتيمترات داخل بطن ابنتي. يوجد مستشعر كهروكيميائي صغير يراقب السائل بين الخلايا باستمرار ، ويقيس تركيز الجلوكوز ، حتى نتمكن من التحكم في كمية الأنسولين التي يتلقاها من خلال مضخة الأنسولين.

داء السكري من النوع الأول مرض مزعج ، وعادة ما يهاجم الضحية في سن مبكرة ، ويتحول كل يوم إلى سلسلة من الإجراءات الطبية - حساب الكمية المناسبة من الأنسولين للاستخدام مع كل قطعة من الغذاء ، والعمل مع مستويات الجلوكوز العالية والمنخفضة التي لا مفر منها ، والحقن المستمرة لفحص الدم. أصبح الرصد المستمر للجلوكوز (LMWH) مناعًا لملايين العائلات المصابة بالسكري ، لأنه يتيح لنا الفرصة للسماح لأطفالنا بأن يكونوا أطفالًا ، والسماح لهم بالرحيل طوال الليل والسماح لهم بتناول شريحة أخرى من البيتزا دون تحويلها إلى مشروع علمي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التحكم الجيد في الجلوكوز يعني تقليل احتمالية ظهور الآثار الخطيرة لمرض السكري في مرحلة البلوغ - العمى وأمراض القلب والبتر. بالإضافة إلى ذلك ، من الرائع أن أمتلك القياس عن بعد لطفلي - نسميها "طفلنا السيبراني".

ولكن مع كل مزايا NMG ، فإنه أيضًا له عيوبه. إنه مكلف للغاية من حيث المواد الاستهلاكية والالكترونيات ، ويتطلب إجراءً غازيًا لتثبيت المستشعرات ، وحتى في عصر الإلكترونيات الصغيرة ، أصبح حجمه كبيرًا نسبيًا. يبدو أنه كان ينبغي علينا المضي قدمًا في كل تقنياتنا - ولكن ، كما تبين ، من الصعب للغاية تنفيذ NMG ، وهناك أسباب قوية لذلك ، مما جعل تطوير التكنولوجيا عالقًا في مكانه.

الاستشعار

يتكون NMH من ثلاثة مكونات رئيسية: المستشعر نفسه ، الذي يحول تركيز الجلوكوز في الجسم إلى إشارة كهربائية ؛ جهاز إرسال يعالج الإشارة ويشفرها للإرسال اللاسلكي ؛ وجهاز استقبال ، يمكن أن يكون جهازًا مستقلاً ، أو مدمجًا مباشرةً في مضخة الأنسولين ، ويظهر قراءات الجلوكوز والرسوم البيانية على مدار الـ 24 ساعة الماضية.

مفتاح كل شيء هو الاستشعار. كيميائها بسيطة: سلك الذهب عالى النقاء مطلي بأكسيداز الجلوكوز ، وهو إنزيم مشتق من بكتيريا Penicillium notatum. يعمل هذا الإنزيم على أكسدة β-D- الجلوكوز إلى glucono-1،5-lactone ، والذي يتحلل تلقائيًا إلى حمض الجلوكونيك. في هذه الحالة ، يتم تشكيل بيروكسيد الهيدروجين. يتأكسد بيروكسيد على السلك الذهبي ، والتيار المتولد يتناسب مع تركيز الجلوكوز في السائل الخلالي. تتم قراءة التيار بواسطة النظام ويستخدم لحساب تركيز الجلوكوز المقدر في الدم بناءً على منحنى المعايرة.

ولكن على الرغم من أن الكيمياء بسيطة ، إلا أن صعوبات البيولوجيا البشرية والإنتاج تعقد مهمة الاستخدام العملي لمستشعر NMH. أولاً ، يجب إدخال المستشعرات في السائل الخلالي ، وتركها هناك لعدة أيام (على الرغم من أن الكثير منها يمتد هذه الفترة لتوفيرها على المستشعرات). جسم غريب في الجسم ، وهو سلك مغطى بالبروتينات التي تم الحصول عليها من البكتيريا ، يستفز الجهاز المناعي ، الذي تم شحذه لمكافحة مثل هذه التدخلات. بدون حماية ، سيتم تدمير أوكسيديز الجلوكوز ، الذي يعمل من خلاله المستشعر ، بواسطة الجهاز المناعي في غضون ساعات قليلة. لذلك ، يتطلب المستشعر طلاءًا خاصًا خاصًا يسمح للجلوكوز بالمرور ، لكن لبعض الوقت يمنع الجهاز المناعي من مهاجمة الإنزيم.

وتتمثل الصعوبة الثانية في معالجة المكونات الصغيرة وتجميعها في واجهة لجهاز إرسال يقوم برقمنة الإشارة من المستشعر وينقلها لاسلكيًا إلى جهاز الاستقبال. يجب أن توفر الواجهة مكانًا لتوصيل جهاز الإرسال وقبضة موثوق بها على الجلد ، مما يسمح لك بالبقاء هناك لعدة أسابيع دون إثارة التهاب الجلد التماسي أو أي آثار جانبية أخرى. أيضا ، يجب أن يتم دمج المستشعر بطريقة ما مع جهاز الإدخال الخاص به ، مع إبرة تحت الجلد سميكة ، يمكن من خلالها سلك استشعار رفيع المرور دون ثني. بطبيعة الحال ، يجب تعقيم التجميع النهائي ، لذلك يجب أن يتحمل الإشعاع - الطريقة الأكثر شيوعًا لتعقيم الأجهزة الطبية.

الارسال

مجموعتي من أجهزة الإرسال ميتة ، بما في ذلك واحد فتحت. ومع ذلك ، فإن جهاز الإرسال الذي تستخدمه ابنتي الآن ، يسحبون 5000 دولار ، وهو ما لا يدفعه التأمين.

بالنظر إلى كل هذا ، فإن دفع 75 دولارًا لكل مرسل NMG لا يبدو غير معقول. أسئلة حول التكلفة لدي في اتصال مع أجهزة الإرسال. يصنع المصنّعون المختلفون مخططات مختلفة ، وحتى من مصنع واحد ، تحل التقنيات الجديدة محل المخططات القديمة. بالطبع ، من الصعب الحصول على الدوائر ، ولكن في قاعدة بيانات FCC ID ، وكذلك في مقالات المستخدمين المحبطين ، يمكن ملاحظة أن الشجاعة الرئيسية للمرسلات هي نفسها كما تتوقعون من أي تقنية لاسلكية - معالجة إشارة الاستشعار ، متحكم دقيق ، إدارة الطاقة والنظام الفرعي اللاسلكي. نحن نستخدم حاليًا أجهزة إرسال ISM 2.4 جيجاهرتز. بمجرد استخدام أجهزة إرسال Bluetooth ، إلا أنها تعمل أربع مرات في الوقت المناسب.


600 دولار لذلك ؟ حقا؟

عند دراسة المراجعات باستخدام معدات تفكيك ، من الصعب تحديد المبلغ العادل البالغ 600 دولار الذي أدفعه لكل جهاز إرسال. نعلم جميعًا كم هو قليل تكلفة تصنيع مثل هذا الجهاز - ربما لا يزيد عن 5 دولارات للقطعة الواحدة ، وسيكون ذلك سخيًا. ونعم ، أنا أعلم أنني لا أدفع مقابل مكونات وعمل العمال ، ولكن بالنسبة للمليارات التي أنفقت على البحث والتطوير والتجارب السريرية التي كانت مطلوبة لإحضار الأجهزة إلى السوق. لكن لا يسعني التفكير في أنه يجب أن يكون هناك طريقة أفضل.

المشكلة الرئيسية هي أن أجهزة الإرسال مختومة. علاوة على ذلك ، إنه ضيق للغاية ، بسببه لا يمكن فتحه بدون كسر. وبما أنه لا يمكن فتحه عند نفاد البطاريات ، فعليك تغييرها تمامًا. هذا ، بالطبع ، لم يمنع المتسللين الشجعان من محاولة استبدال البطاريات. لم أجربها بعد ، لكنني وضعتها في قائمة المهام المستقبلية. بعد فتح مستشعر البطارية ، من السهل تمامًا استبدال البطاريات ، ولكن إغلاقها مرة أخرى ، واستعادة مقاومة الماء ، أمر صعب للغاية.

في غمضة عين

الاتصال عدسة النموذج الأولي لل NMH من Verily

يجب أن تستمر مثل هذا؟ هل من الضروري حقًا أن تهتم بجهاز إرسال كبير الحجم نسبيًا؟ يبدو لي أنه قد يكون أصغر وأرخص إذا استخدم تقنية RFID. يمكن أن يقوم جهاز إرسال خارجي باستجواب المستشعر والحصول على جزء من البيانات اللازمة لتشفير الجهد على المستشعر. على ما يبدو ، كانوا يفعلون ذلك في Verily ، وهي شركة مصنعة للأجهزة الطبية المملوكة لشركة Google ، والتي طورت عدسات لاصقة لنظام GPS. بدت الفكرة سليمة ، حيث يقع الجلوكوز في البكاء ، ويؤدي إلى أحد الأعراض المبكرة لمرض السكري من النوع الأول - عدم وضوح الرؤية بسبب سقوط بلورات السكر على القرنية. من المؤكد أن العدسات اللاصقة لن يكون لها مصدر للطاقة ، لذلك كان من الضروري توفير الطاقة من الخارج.

لسوء الحظ ، أعلنت Verily للتو أنها تكمل مشروع العدسات اللاصقة لـ NMH ، حيث إن الحواجز البيولوجية التي تعترض جمع قراءات مفيدة ومستقرة من الناحية التشخيصية كانت كبيرة جدًا. كما رأينا ، فإن NMG ليس بالأمر السهل ، لكن لا أستطيع تصديق شيء رفضته Verily المشروع لأسباب فنية فقط. يقول متهكم داخلي أن احتمال المرور بجميع دوائر التنسيق التي لا نهاية لها تبين أنها لا تطاق للغاية ، وأنها مهينة للدموع (آسف للتورية) ، بالنظر إلى الطبيعة المتطورة لهذه التكنولوجيا. ومع ذلك ، من الصعب للغاية القتال مع اللاعبين الحاليين الذين حصلوا بالفعل على جميع الأذونات ، وحتى مع جيوب عميقة.

ومع ذلك ، آمل أن يقبل شخص آخر التحدي المتمثل في تطوير نسخة محسنة من NMG. وهي الآن ليست سيئة بالفعل ، وأنا بالطبع سأبذل قصارى جهدي حتى يبقى طفلي سايبورغ. من المؤسف أن الشركات المرتبطة بـ NMG تعرف ذلك ، ولا تشعر بالحاجة إلى أن تكون سخياً قليلاً عند تحديد الأسعار في أسواقها.