Wie ein selbstversorgtes Glukose-Überwachungsgerät Menschen mit Diabetes helfen kann

Wie ein selbstversorgtes Glukose-Überwachungsgerät Menschen mit Diabetes helfen kann
Menschen mit Diabetes müssen den Blutzuckerspiegel im Laufe des Tages überwachen, dies ist jedoch eine Herausforderung.
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Diabetes ist die siebthäufigste Todesursache in den USA, mit ungefähr 30.3 Millionen Erwachsene die Krankheit haben Einer in 4 Erwachsenen weiß nicht einmal, dass er oder sie Diabetes hat.

In Ergänzung, 84.1 Millionen Erwachsene haben Prädiabetes - eine Erkrankung mit erhöhten Blutzuckerspiegeln - und 90 Prozent von ihnen wissen nicht, dass sie daran leiden. Die Maut wird sich daher wahrscheinlich nur verschlimmern.

Um die lebensbedrohlichen Komplikationen, die durch Diabetes entstehen, zu vermeiden, ist es äußerst wichtig für Menschen mit Diabetes halten sie ihren blutzuckerspiegel innerhalb eines sicheren Bereichs. Dies war jedoch lange Zeit eine schwierige Herausforderung, da es schwierig war, die Blutzuckerwerte zuverlässig zu überwachen.

Ich bin Chemiker, Chemiker und Computeringenieur und habe ein mögliches Überwachungssystem entwickelt und erforscht, das eigenständig betrieben wird. Diese Glukose-Biosensoren die im Blutzucker gespeicherte biochemische Energie - also vom eigenen Körper einer Person - in elektrische Energie umwandeln, um das Gerät zu betreiben.

Alles über den Zuckerstoffwechsel

Diabetes beeinflusst, wie der Körper die Nahrung, die wir essen, in Zucker zerlegt. Dieser Zucker oder Glukose wird in unseren Blutkreislauf freigesetzt. Als Reaktion produziert die Bauchspeicheldrüse ein Hormon namens Insulin, das es den Körperzellen ermöglicht, Zucker aus dem Blut zu entnehmen, um diese als Energie zu nutzen.

Wenn Sie an Diabetes leiden, produziert Ihr Körper entweder nicht genug Insulin, wie bei Typ 1-Diabetes, oder er kann das von ihm gebildete Insulin nicht so gut verwenden, wie es sollte, um einen gesunden Blutzuckermetabolismus aufrechtzuerhalten. Letzteres wird als Typ 2-Diabetes bezeichnet. Wenn nicht genügend Insulin vorhanden ist oder die Zellen nicht mehr auf Insulin ansprechen, verbleibt zu viel Zucker im Blut. Dies kann zu schwerwiegenden Komplikationen führen.

Verwahrung Zucker im Blut auf einem sicheren Niveau ist eine Schlüsselstrategie zur Behandlung von Diabetes und zur Verhinderung des Fortschreitens der Krankheit. Studien haben gezeigt, dass Personen, die an intensiven Kontrollprogrammen leiden, die ihren Blutzuckerspiegel auf einem normalen Niveau halten, haben weniger Komplikationen als Menschen, die regelmäßig höhere Blutzuckerwerte aufrechterhalten. Über 63.6 Prozent der Erwachsenen Führen Sie eine tägliche Selbstüberwachung des Blutzuckers durch.

Die Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels ist jedoch viel schwieriger als es sich anhört. Es ist erforderlich, dass die Menschen der Menge an Kohlenhydraten, die sie konsumieren, große Aufmerksamkeit widmen Testen Sie den Blutzucker durch Stechen im Laufe des Tages. Viele müssen auch Insulindosen berechnen und sich selbst Insulin injizieren.


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Das Erreichen des Glukosekontrollziels ist aufgrund von Ernährungsschwankungen sehr schwierig. Die meisten Menschen sind nicht in der Lage, sich fest zu halten Kontrolle ihres Blutzuckers.

Und die Krankheit kann fortschreiten, auch wenn eine Person den Empfehlungen des Arztes folgt, um den Blutzucker normaler zu halten. Um den Blutzuckerspiegel niedrig zu halten, setzen sich manche mit Diabetes ungewollt einem erhöhten Risiko für extrem niedrige Blutzuckerspiegel oder Hypoglykämie, einen lebensbedrohlichen Zustand, aus. Diese Schwankung von hohem zu niedrigem Niveau wird zu einer Barriere für Menschen mit Diabetes, da sie entmutigt werden. Studien haben das vorgeschlagen Einige Leute entscheiden sich, aufhören zu bleiben strenge Blutzuckerkontrolle als Ergebnis. Dies führt weiter zu unzureichende Blutzuckermessung und ungesunde Entscheidungen.

Diese Situation wird durch die Blutentnahme verschlimmert relativ selten im Laufe des Tages - nur viermal - im Vergleich zu den unzähligen Veränderungen des Blutzuckers, die im Laufe des Tages auftreten. Ebenfalls, Glucosespiegel abhängig vom Medikationsprogramm sowie den individuellen Umständen. Die Blutentnahme liefert nur einen diskreten Blutzuckerwert, wenn ein kontinuierlicher Blutzuckerbericht die besten Informationen liefert.

Geräte können helfen, sind aber nicht perfekt

Blutzuckermesssysteme helfen vielen Menschen mit Diabetes, sind aber noch nicht weit verbreitet. (wie ein Glukosemonitoring mit eigener Stromversorgung Menschen mit Diabetes helfen kann)
Blutzuckermesssysteme helfen vielen Menschen mit Diabetes, sind aber noch nicht weit verbreitet.
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Studien haben gezeigt Die Verwendung von Geräten, die den Blutzuckerspiegel kontinuierlich überwachen können, könnte eine Antwort sein. Bei diesen kontinuierlichen Blutzuckermesssystemen werden regelmäßig alle fünf Minuten Blutzucker und die biologische Flüssigkeit, die die Zellen umgibt, gemessen. Dies ermöglicht eine genaue Überwachung und rechtzeitige Korrektur problematischer Blutzuckerwerte. Daher diese Systeme kann das Risiko reduzieren von Diabetes-bedingten Komplikationen.

Diabetiker können einen dieser Monitore in verschiedenen Bereichen ihres Körpers tragen, z. B. um den Bauch und den Rücken der Arme und Beine. Aber bisher nur relativ kleine Anzahl von Menschen tragen sie, weil diese Geräte nicht perfekt sind. Die Menschen müssen noch viermal am Tag mit einem Finger-Prick-Test auf Blutzuckerwerte testen. Außerdem ist die Antwortzeit der Geräte langsam und sie sind oft ungenau. Normalerweise müssen Personen das Überwachungsgerät tragen und es alle sieben Tage erneut unter die Haut einführen. Darüber hinaus wurde in randomisierten Studien keine kontinuierliche Überwachung in Verbindung gebracht verbesserte Lebensqualität.

Eine kürzlich durchgeführte klinische Studie ergab, dass die kontinuierlichen Monitore keine Hypoglykämie feststellen konnten, um die Häufigkeit der wenigen schweren Hypoglykämie-Ereignisse, die bei Patienten mit aufgetreten sind, zu verringern Geben 1 Diabetes.

Eine Zukunft frei von Fingerpickeln?

Eine der Lösungen könnten vollständig autarke implantierbare Geräte sein, bei denen keine auf der Haut befestigten Komponenten vorhanden sind, die weniger aufdringlich sind und die Belastung des Benutzers verringern. Diese autonomen, kontinuierlichen Glukoseüberwachungssysteme sind die nächste Generation von Glukosemonitoren, die die Hürden für den Einsatz und die Einhaltung von Glukosemonitoren reduzieren können. Sie überwachen den Blutzuckerspiegel und geben Insulin ab, wenn eine Person es benötigt.

In unserem Labor entwickeln wir ein selbstversorgbares, implantierbares 4-Millimeter von 4-Millimeter. Es erzeugt elektrische Energie durch Umwandlung der im Blutzucker einer Person gespeicherten chemischen Energie und funktioniert ähnlich wie eine Batterie. Es verwendet Proteine, die an zwei Drähten gebunden sind, die selektiv Glukose und Sauerstoff in unserem Blut verbrauchen, um Elektronen zu erzeugen, die durch das System fließen. Der Elektronenfluss führt zur Stromerzeugung. Das Produkt aus dem erzeugten Strom und der Spannungsdifferenz zwischen den beiden Drähten führt zur Erzeugung von elektrischer Energie. Diese elektrische Leistung ist direkt proportional zur Blutzuckerkonzentration. Daher kann es verwendet werden, um Blutzucker schnell zu erfassen, mit dem zusätzlichen Vorteil, auf Abnormalitäten des Blutzuckerspiegels zu reagieren.

Das Wichtigste an unserer Plattform ist, dass keine Batterien benötigt werden. Die erzeugte elektrische Energie kann verwendet werden, um eine implantierbare Insulinpumpe anzutreiben, wodurch wir gleichzeitig Energie erzeugen können, um Glukose zu überwachen und Insulin an Zielstellen im Körper abzugeben, um die Gesundheitsergebnisse des Patienten zu verbessern.

Die Frage ist, ob diese Idee des „künstlichen Pankreas mit geschlossener Schleife“ in die Realität umgesetzt werden kann. Die wichtigste Herausforderung ist das Konstruktionsdesign, das für das künstliche Pankreas erforderlich ist, um das Gerät von Bank zu Klinik und in den Körper zu bewegen, wobei Patienten von einem vollautomatischen künstlichen Pankreas profitieren würden, das keinen Benutzereingriff erfordert.

Ich bin optimistisch, dass ein Tag kommen kann, an dem ein solches Gerät die Blutzuckerkontrolle vollständig automatisieren kann, eine kontinuierliche Glukoseüberwachung und eine therapeutische Abgabe ohne Eingreifen des Patienten ermöglicht. Dies wird das Diabetes-Management verbessern und die Schaffung einer Welt ermöglichen, in der die menschliche Macht das menschliche Leben erhalten kann.Das Gespräch

Über den Autor

Gymama Slaughter, Exekutivdirektor des Frank Reidy Forschungszentrums für Bioelektrik, Old Dominion University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

Bücher zum Thema

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