Un enfoque integral para el tratamiento de la diabetes – ScienceDaily

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Antes de comer, muchas personas con diabetes necesitan inyectarse insulina. Este es un proceso que requiere mucho tiempo y, a menudo, requiere estimar el contenido de carbohidratos de la comida, extraer sangre para medir los niveles de glucosa en sangre y luego calcular y administrar la dosis correcta de insulina.

Estos pasos, que generalmente deben repetirse con cada comida, dificultan que muchos pacientes diabéticos cumplan con su régimen de tratamiento. Un equipo de investigadores del MIT ahora ha ideado un nuevo enfoque para agilizar el proceso y ayudar a los pacientes a mantener niveles saludables de glucosa.

“Cualquier intervención que facilite que los pacientes reciban terapia puede tener un gran impacto, porque existen múltiples barreras que tienen que ver con el tiempo, la incomodidad, la destreza o el aprendizaje y la capacitación”, dice Giovanni Traverso, Karl van Tassel Career Development Assistant. profesor de ingeniería mecánica en el MIT y gastroenterólogo en el Brigham and Women’s Hospital. «Si podemos superar estas barreras mediante la implementación de nuevas soluciones de ingeniería, será más fácil para los pacientes recibir esa terapia».

Traverso y sus colegas diseñaron dos dispositivos diferentes que pueden simplificar el proceso de calcular e inyectar la dosis correcta de insulina. Uno, que combina muchos de los pasos existentes en un solo dispositivo, podría usarse en pacientes en un futuro próximo. Su segundo prototipo incorpora componentes electrónicos flexibles en la superficie de una aguja para que la medición de sangre y la administración de insulina puedan realizarse a través de la misma aguja. Esto posiblemente podría hacer que el proceso de control de la diabetes sea aún más fluido.

Los posdoctorados del MIT Hen-Wei Huang y Sean You, y los estudiantes visitantes Luca Di Tizio y Canchen Li, son los autores principales del artículo, que apareció recientemente en la diario de lanzamiento comprobado.

Dispositivo todo incluido

La diabetes afecta a 34 millones de personas en los Estados Unidos ya más de 400 millones de personas en todo el mundo. Los pacientes diabéticos suelen utilizar dos tipos de insulina para controlar los niveles de azúcar en la sangre: la insulina de acción prolongada, que ayuda a controlar los niveles de glucosa durante un período de 24 horas, y la insulina de acción corta, que se inyecta durante las comidas. Los pacientes primero miden los niveles de glucosa en la sangre con un glucómetro, que requiere un pinchazo en el dedo para extraer sangre y colocar una gota de sangre en una tira reactiva. También necesitan estimar cuántos carbohidratos hay en su comida y combinar esta información con sus niveles de glucosa en sangre para calcular e inyectar la dosis correcta de insulina.

Las tecnologías existentes, como los monitores continuos de glucosa en sangre y las bombas de insulina, pueden ayudar en algunas partes de este proceso. Sin embargo, estos dispositivos no están ampliamente disponibles, por lo que la mayoría de los pacientes tienen que depender de pinchazos en los dedos y jeringas.

«Todos los días, muchos pacientes tienen que pasar por este complicado procedimiento al menos tres veces», dice Huang. «El objetivo principal de este proyecto es tratar de facilitar todos estos procedimientos complejos y también eliminar la necesidad de múltiples dispositivos. También usamos la cámara de un teléfono inteligente y el aprendizaje profundo para crear una aplicación que identifica y cuantifica el contenido de los alimentos, lo que puede ayudar en los carbohidratos. contando. «

El equipo de investigación ha ideado dos tipos diferentes de dispositivos todo en uno, los cuales incorporan la nueva aplicación para teléfonos inteligentes. Los pacientes primero toman una foto de la comida y la aplicación luego puede estimar el volumen de la comida y también la cantidad de carbohidratos, según la información de nutrientes de una base de datos del USDA.

El primer dispositivo todo en uno diseñado por los investigadores consolida muchas de las herramientas existentes que ahora usan los pacientes, incluida una lanceta para tomar tiras reactivas de sangre y glucosa. Una vez que se toma una medición de glucosa en sangre, el dispositivo transmite la información a la aplicación del teléfono inteligente a través de Bluetooth y la aplicación calcula la dosis correcta de insulina. El dispositivo también incluye una aguja que inyecta la cantidad adecuada de insulina.

«Lo que nuestro dispositivo está haciendo es automatizar los procedimientos para perforar la piel, recolectar sangre, calcular los niveles de glucosa y realizar cálculos e inyecciones de insulina», dice Huang. «El paciente ya no necesita un dispositivo de punción, un medidor de glucosa en sangre y una pluma de insulina por separado».

Muchos de los componentes incluidos en este dispositivo ya están aprobados por la FDA, pero el dispositivo aún no se ha probado en pacientes humanos. Las pruebas en cerdos mostraron que el sistema podía medir con precisión los niveles de glucosa y dispensar insulina.

Un trago

Para su segundo dispositivo, los investigadores querían diseñar un sistema que solo requiriera un pinchazo con una aguja. Para lograrlo, diseñaron un nuevo sensor de glucosa que podría incorporarse en la misma aguja que se usa para la inyección de insulina.

“La idea sería que si pudiéramos integrar el sensor de glucosa directamente en la superficie de la aguja de administración de insulina, solo necesitaríamos un palillo para el paciente, lo que minimiza el dolor y también hace que todo el proceso sea más fácil de administrar”, dice You. .

Los investigadores diseñaron un sensor electrónico flexible que se puede conectar a la aguja y medir los niveles de glucosa en el líquido intersticial, justo debajo de la superficie de la piel. Una vez que la aguja penetra en la piel, toma de cinco a 10 segundos medir los niveles de glucosa. Esta información se transmite a la aplicación del teléfono inteligente, que calcula la dosis de insulina y la administra a través de la aguja insertada.

En pruebas con cerdos, los investigadores demostraron que podían medir con precisión los niveles de glucosa con este sistema y que los niveles de glucosa bajaban después de la inyección de insulina.

Como este dispositivo utiliza un nuevo tipo de sensor de glucosa, los investigadores predicen que se necesitará un mayor desarrollo para llegar a un punto en el que pueda probarse en pacientes. Han presentado patentes en ambos sistemas descritos en el nuevo estudio y esperan trabajar con empresas para desarrollarlos aún más.

La investigación fue financiada por el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y el Hospital Brigham and Women’s.

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