¿Por qué es tan difícil medir continuamente la glucosa?



Cada persona comienza el día con una rutina y, como la mayoría de las personas modernas, empiezo revisando mi teléfono. Pero si la mayoría de las personas revisan el clima, los embotellamientos o Twitter y Facebook, utilizo mi teléfono para mirar un par de centímetros dentro del abdomen de mi hija. Hay un pequeño sensor electroquímico que monitorea constantemente el líquido intercelular, midiendo la concentración de glucosa, para que podamos controlar la cantidad de insulina que recibe a través de la bomba de insulina.

La diabetes tipo 1 es una enfermedad desagradable, que generalmente ataca a una víctima a una edad temprana y se convierte todos los días en una secuencia de procedimientos médicos: cuenta la cantidad correcta de insulina para usar con cada pieza de comida, trabaja con los inevitables niveles altos y bajos de glucosa e inyecciones constantes para controlar la sangre. El monitoreo continuo de glucosa (HBPM) se ha convertido en maná para millones de familias diabéticas, porque nos brinda la oportunidad de permitir que nuestros hijos sean niños, dejarlos pasar la noche y permitirles comer otra porción de pizza sin convertirla en un proyecto científico. Además, un buen control de la glucosa significa reducir la probabilidad de aparición de los efectos peligrosos de la diabetes en la edad adulta: ceguera, enfermedad cardíaca, amputación. Además, es bastante bueno que tenga telemetría para mi hija, la llamamos "nuestra hija cibernética".

Pero con todas las ventajas de NMG, también tiene desventajas. Es extremadamente costoso en términos de consumibles y electrónica, requiere un procedimiento invasivo para instalar sensores, e incluso en la era de la electrónica pequeña resulta ser relativamente grande. Parece que deberíamos haber ido mucho más lejos con todas nuestras tecnologías, pero resulta que NMG es bastante difícil de implementar, y existen razones convincentes para esto, que hicieron que el desarrollo de la tecnología se mantuviera en su lugar.



Sensor


NMH consta de tres componentes principales: el sensor en sí, que convierte la concentración de glucosa en el cuerpo en una señal eléctrica; un transmisor que procesa la señal y la codifica para transmisión inalámbrica; y un receptor, que puede ser un dispositivo independiente, o integrado directamente en una bomba de insulina, y muestra lecturas de glucosa y gráficos en las últimas 24 horas.

La clave de todo es el sensor. Su química es simple: el alambre de oro ultrapuro está recubierto con glucosa oxidasa , una enzima derivada de la bacteria Penicillium notatum. Esta enzima oxida la β-D-glucosa a glucono-1,5-lactona, que se hidroliza espontáneamente a ácido glucónico. En este caso, se forma peróxido de hidrógeno. El peróxido se oxida en el alambre de oro, y la corriente generada es proporcional a la concentración de glucosa en el líquido intersticial. El sistema lee la corriente y la utiliza para calcular la concentración de glucosa estimada en la sangre en función de una curva de calibración.

Pero, aunque la química es simple, las dificultades de la biología y producción humanas complican la tarea del uso práctico del sensor NMH. Primero, los sensores deben insertarse en el líquido intersticial y dejarse allí durante varios días (aunque muchos estiran este período para ahorrar en sensores). Un objeto extraño en el cuerpo, un cable cubierto con proteínas obtenidas de bacterias, provoca el sistema inmune, que se agudiza para combatir tales intrusiones. Sin protección, la glucosa oxidasa, a través de la cual funciona el sensor, será destruida por el sistema inmune en unas pocas horas. Por lo tanto, el sensor requiere recubrimientos patentados especiales que permiten el paso de la glucosa, pero que evitan que el sistema inmunitario ataque la enzima durante algún tiempo.

La segunda dificultad es el procesamiento de componentes pequeños y su ensamblaje en una interfaz para un transmisor que digitaliza las señales del sensor y las transmite de forma inalámbrica al receptor. La interfaz debe proporcionar un lugar para conectar el transmisor y un agarre confiable de la piel, permitiéndole permanecer allí durante semanas sin provocar dermatitis de contacto u otros efectos secundarios. Además, el sensor debe combinarse de alguna manera con su dispositivo de entrada, con una aguja hipodérmica gruesa, a través de la cual puede pasar un cable delgado del sensor sin dobleces. El ensamblaje final, por supuesto, debe esterilizarse, por lo que debe resistir la radiación, el método más común para esterilizar dispositivos médicos.

Transmisor



Mi colección de transmisores muertos, incluido el que abrí. Sin embargo, el transmisor que mi hija está usando ahora, está obteniendo $ 5,000, que el seguro no paga.

Dado todo esto, pagar $ 75 por cada transmisor NMG no parece irrazonable. Preguntas sobre el costo que tengo en relación con los transmisores. Diferentes fabricantes hacen diferentes esquemas, e incluso de un fabricante, las nuevas tecnologías reemplazan a las antiguas. Por supuesto, los circuitos son difíciles de obtener, pero en la base de datos de ID de la FCC , así como en los artículos de usuarios frustrados, se puede ver que las entrañas principales de los transmisores son casi lo mismo que esperaría de cualquier tecnología inalámbrica: procesamiento de señal del sensor, microcontrolador, administración de energía y subsistema inalámbrico. Actualmente estamos utilizando transmisores ISM de 2.4 GHz; Una vez que usamos transmisores Bluetooth, funcionan cuatro veces menos a tiempo.


$ 600 por eso ? Enserio?

Al estudiar las revisiones con el equipo de desmontaje, es difícil decir la cantidad justa de $ 600 que pago por cada transmisor. Todos sabemos lo poco que cuesta hacer un dispositivo de este tipo, probablemente no más de $ 5 cada uno, y eso será generoso. Y sí, sé que no estoy pagando por los componentes y la mano de obra de los trabajadores, sino por los miles de millones gastados en investigación, desarrollo y ensayos clínicos que fueron necesarios para llevar los dispositivos al mercado. Pero no puedo evitar pensar que debe haber una mejor manera.

El principal problema es que los transmisores están sellados. Además, es muy apretado, por lo que no se puede abrir sin romperse. Y dado que no se puede abrir cuando las baterías están agotadas, debe cambiarlo por completo. Esto, por supuesto, no impidió que los intrépidos hackers intentaran reemplazar las baterías. Todavía no lo he probado, pero lo he puesto en la lista de tareas para el futuro. Después de abrir el sensor de la batería, es bastante fácil reemplazar las baterías, sin embargo, cerrarlo nuevamente y restaurar la resistencia al agua es bastante difícil.

En un abrir y cerrar de ojos



Prototipo de lente de contacto para NMH de Verily

¿Debería continuar así? ¿Es realmente necesario molestarse con un transmisor dimensional relativamente grande? Me parece que podría ser más pequeño y más barato si usara tecnología RFID. Un transmisor externo podría interrogar al sensor y obtener un dato necesario para codificar el voltaje en el sensor. Aparentemente, iban a hacer esto en Verily, un fabricante de dispositivos médicos propiedad de Google, que desarrolló lentes de contacto para GPS. La idea parecía sólida, ya que la glucosa entra en lágrimas y conduce a uno de los primeros síntomas de la diabetes tipo 1: visión borrosa debido a los cristales de azúcar que ingresan a la córnea. Las lentes de contacto definitivamente no tendrían una fuente de energía, por lo que la energía debía suministrarse desde el exterior.

Desafortunadamente, Verily acaba de anunciar que está completando un proyecto de lentes de contacto para NMH, ya que las barreras biológicas para recolectar lecturas diagnósticas útiles y estables han sido demasiado grandes. Como hemos visto, NMG no es algo fácil, pero no puedo creer algo que Verily rechazó el proyecto solo por razones técnicas. Mi cínico interno dice que la perspectiva de atravesar todos los círculos interminables de coordinación resultó ser demasiado insoportable, y es insultante hasta las lágrimas (perdón por el juego de palabras), dada la naturaleza innovadora de la tecnología. Sin embargo, es muy difícil luchar con jugadores existentes que ya han recibido todos los permisos, e incluso con bolsillos profundos.

Aún así, espero que alguien más acepte el desafío de desarrollar una versión mejorada de NMG. Y ahora ya no está mal, y yo, por supuesto, haré lo mejor que pueda para que mi hijo siga siendo un cyborg. Es lamentable que las empresas asociadas con NMG lo sepan y no sientan la necesidad de ser un poco generosos al establecer precios en su mercado.

Source: https://habr.com/ru/post/es433870/


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