자가 발전 식 포도당 모니터링 장치가 당뇨병 환자를 돕는 방법

자가 발전 식 포도당 모니터링 장치가 당뇨병 환자를 돕는 방법
당뇨병을 앓고있는 사람들은 하루 종일 혈당 수치를 모니터링해야하지만 그렇게하는 것은 어려운 일입니다.
sirtavelalot / Shutterstock.com

당뇨병은 미국에서 7 번째로 큰 사망 원인입니다. 만 30.3 명 이 질병을 가지고있다. 4 성인 1 명 그 또는 그녀가 당뇨병이 있다는 것을 모릅니다.

또한, 만 84.1 명 혈당 수치가 높아진 상태 인 prediabetes (혈장 당뇨병)가 있으며 90 %가 혈당치를 보유하고 있다는 것을 모릅니다. 따라서 통행료는 악화 될 것입니다.

당뇨병으로 인한 생명을 위협하는 합병증을 예방하려면 당뇨병 환자에게 혈당 수준을 유지하다 안전한 범위 내에서. 그러나 포도당 수준을 안정적으로 모니터링하기가 어려웠 기 때문에 오랫동안 어려운 과제였습니다.

저는 화학자, 화학자 및 컴퓨터 엔지니어로서자가 발전 가능한 모니터링 시스템에 대한 연구를 개발하고 수행했습니다. 이러한 포도당 바이오 센서 혈당에 저장된 생화학 적 에너지, 즉 사람의 몸에서 생체 에너지를 전기로 변환하여 장치를 작동시킵니다.

설탕 대사에 관한 모든 것

당뇨병 우리가 설탕으로 먹는 음식이 몸에서 어떻게 분해되는지에 영향을줍니다. 이 설탕 또는 포도당은 우리의 혈류로 방출됩니다. 이에 따라 췌장은 신체의 세포가 혈액에서 설탕을 취하여 에너지로 사용할 수있게하는 인슐린이라는 호르몬을 생성합니다.

당뇨병이 있으면 1 당뇨병처럼 인슐린을 충분히 만들지 못하거나 인슐린을 사용할 수 없으며 혈당 대사도 잘 유지해야합니다. 후자는 유형 2 당뇨병이라고합니다. 인슐린이 충분하지 않거나 세포가 인슐린에 반응하지 않으면 너무 많은 설탕이 혈류에 머무르게됩니다. 이것은 심각한 합병증을 초래할 수 있습니다.

유지 안전한 혈당의 설탕 당뇨병을 관리하고 질병의 진행을 예방하기위한 핵심 전략입니다. 연구에 따르면 혈당치를 정상 수준으로 유지 한 집중 관리 프로그램을 시행하는 사람들은 합병증 감소 일상적으로 더 높은 혈당치를 유지하는 사람들보다 약 성인의 63.6 % 혈당치를 매일자가 모니터링합니다.

그러나 혈당치를 유지하는 것은 소리보다 훨씬 어렵습니다. 사람들이 섭취하는 탄수화물의 양에 많은주의를 기울여야하며, 손가락 찌름으로 혈당 검사 하루 종일. 많은 사람들은 또한 인슐린 투여 량을 계산하고 인슐린을 주사해야합니다.


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식이 요법으로 인해 포도당 조절 목표를 달성하는 것이 매우 어렵습니다. 대부분의 사람들은 단단히 유지할 수 없습니다. 혈당 조절.

그리고 더 정상적인 혈당을 유지하기 위해 의사의 권고를 따르는 경우에도 질병이 진행될 수 있습니다. 혈당 수준을 낮추기위한 노력의 일환으로, 당뇨병 환자들은 극히 낮은 수준의 혈당 또는 저혈당, 생명을 위협하는 상태의 위험에 처하게됩니다. 당뇨병을 앓고있는 사람들에게는 높은 수준에서 낮은 수준으로의 이러한 변동이 장애가됩니다. 연구에 따르면 어떤 사람들은 유지를 멈추기로 선택한다. 그 결과 혈당 조절이 단단해집니다. 이로 인해 부적절한 혈당 모니터링 건강에 해로운 선택.

이 상황은 혈액 샘플링이 비교적 드문 낮 동안 혈당치가 무수히 증가하는 것과 비교하면 하루에 4 번 정도 낮습니다. 또한, 혈당치 개별 상황뿐만 아니라 약물 치료 프로그램에 따라 달라집니다. 혈액 샘플링은 연속적인 혈당 기록이 최상의 정보를 제공 할 때 이산 혈당 기록만을 제공합니다.

장치가 도움이 될 수는 있지만 완벽하지는 않습니다.

포도당 모니터링 시스템은 당뇨병 환자에게 많은 도움이되지만 널리 사용되지는 않습니다. (자가 동력 모니터링 장치가 당뇨병 환자에게 어떻게 도움이 될 수 있는지)
포도당 모니터링 시스템은 당뇨병 환자에게 많은 도움이되지만 널리 사용되지는 않습니다.
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연구는 보여 주었다 포도당 수준을 지속적으로 모니터링 할 수있는 장치를 사용하는 것이 답이 될 수 있습니다. 이 연속 포도당 모니터링 시스템은 일반적으로 5 분마다 반복적으로 혈당과 세포를 둘러싸는 생물학적 체액을 측정합니다. 이를 통해 문제가있는 혈당 수준을 면밀히 모니터링하고 적시에 교정 할 수 있습니다. 따라서, 이들 시스템 위험을 줄일 수있다. 당뇨병 관련 합병증.

당뇨병이있는 사람들은 몸의 여러 부위, 예를 들면 위 주위 및 팔과 다리의 뒤쪽에이 모니터 중 하나를 착용 할 수 있습니다. 그러나 지금까지는 상대적으로 적은 수의 사람들 이 장치들이 완벽하지 않기 때문에 그들을 착용하고 있습니다. 사람들은 여전히 ​​손가락 찌름 검사를 사용하여 하루에 네 번 포도당 수치를 검사해야합니다. 또한 장치의 응답 시간이 느리고 종종 부정확합니다. 그리고 사람들은 일반적으로 모니터링 장치를 착용하고 7 일마다 피부 아래에 다시 삽입해야합니다. 또한, 무작위 시험에서 연속 모니터링은 삶의 질 향상.

또한, 최근의 임상 시험에서, 연속 모니터는 저혈당을 감지하지 못하여 환자에서 발생한 극심한 저혈당 발생률을 감소시킬 수 없다는 사실이 밝혀졌습니다. 1 당뇨병을 입력.

손가락 찌름이없는 미래?

솔루션 중 하나는 눈에 띄지 않으며 사용자의 부담을 덜어주는 스킨이 부착 된 구성 요소가없는 완전히자가 전원식 이식 가능 장치입니다. 이러한 자체 전원 공급 식 연속 혈당 측정 시스템은 차세대 혈당 모니터로서 지속적인 포도당 모니터 사용 및 순응을위한 장애물을 줄일 수 있습니다. 혈당치를 추적하여 사람이 필요로 할 경우 인슐린을 공급합니다.

우리 실험실에서는 4 밀리미터 장치로 자체 전원 공급 식 4 밀리미터를 개발하고 있습니다. 사람의 혈당에 저장된 화학 에너지를 변환하여 전기를 생산하며 배터리와 유사하게 작동합니다. 우리의 혈액에서 포도당과 산소를 ​​선택적으로 소비하는 두 개의 와이어에 부착 된 단백질을 사용하여 시스템을 통해 흐르는 전자를 생성합니다. 전자의 흐름은 전류 생성을 초래합니다. 생성 된 전류와 두 전선 간의 전압 차의 곱은 전력 생산을 초래합니다. 이 전력은 혈당 농도에 직접 비례합니다. 따라서 혈당치를 빠르게 감지하고 혈당 수치의 이상 반응에 도움이 될 수 있습니다.

우리 플랫폼의 중요한 점은 배터리가 필요 없다는 것입니다. 생성 된 전력은 이식 형 인슐린 펌프에 전원을 공급하는 데 사용될 수 있으므로 우리는 동시에 포도당을 모니터링하고 인슐린을 신체의 목표 부위에 전달하여 환자의 건강 결과를 향상시킬 수 있습니다.

문제는 "폐 루프 인공 췌장"에 대한이 아이디어가 현실로 변형 될 수 있는지 여부입니다. 가장 중요한 과제는 의사가 환자의 개입이 필요없는 완전 자동화 된 인공 췌장에서 환자가 혜택을 볼 수 있도록 인공 췌장이 벤치에서 클리닉 및 신체로 장치를 이동시키는 데 필요한 엔지니어링 설계입니다.

이러한 장비가 혈당 조절을 완전히 자동화하고 환자의 개입없이 지속적인 포도당 모니터링 및 치료 전달을 제공 할 수있는 날이 올 것이라는 낙관적 인 견해를 가지고 있습니다. 이것은 당뇨병 관리를 개선하고 인간의 힘이 인간의 삶을 유지할 수있는 세계를 창조 할 수있게 해줍니다.대화

저자에 관하여

Gymama Slaughter, 전무 이사, Frank Reidy Bioelectrics 연구 센터, 올드 도미니언 유니버시티

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