por
Una posible alternativa es la espectroscopía Raman, una técnica no invasiva que revela la composición química de los tejidos, como la piel, al proyectarle luz infrarroja cercana. Los científicos del MIT ahora han dado un paso importante hacia la práctica de esta técnica para los pacientes: han demostrado que pueden usarla para medir directamente las concentraciones de glucosa a través de la piel. Hasta ahora, los niveles de glucosa tenían que calcularse indirectamente, en base a una comparación entre las señales de Raman y una medición basal de los niveles de glucosa en sangre.
Aunque se necesita más trabajo para desarrollar la tecnología en un dispositivo fácil de usar, este avance muestra que un sensor basado en Raman para el monitoreo continuo de glucosa podría ser factible, dice Peter So, profesor de ingeniería biológica y mecánica en el MIT .
"Hoy, la diabetes es una epidemia mundial", dice So, quien es uno de los principales autores del estudio y director del Centro de Investigación Biomédica con Láser del MIT. "Si hubiera un buen método para controlar los niveles de azúcar en la sangre, podría pensar en desarrollar un mejor manejo de la enfermedad".
Sung Hyun Nam, del Instituto Avanzado de Tecnología de Samsung en Seúl, también es el autor principal del estudio, que aparece hoy en Avances científicos. Jeon Woong Kang, investigador del MIT, y Yun Sang Park, miembro del personal de investigación del Instituto Avanzado de Tecnología de Samsung, son los principales autores del artículo.
Ver a través de la piel
La espectroscopía Raman se puede utilizar para identificar la composición química de los tejidos mediante el análisis de la dispersión o desviación de la luz infrarroja cercana, ya que encuentra diferentes tipos de moléculas.
El Centro de Investigación Biomédica Láser del MIT ha trabajado en sensores de glucosa basados en la espectroscopía Raman durante más de 20 años. El rayo láser de infrarrojo cercano utilizado para la espectroscopía Raman solo puede penetrar unos pocos milímetros en el tejido, por lo que un avance clave ha sido encontrar una manera de correlacionar las mediciones de glucosa del líquido que baña las células de la piel, conocido como nombre del líquido intersticial, a los niveles de glucosa en sangre.
Sin embargo, quedaba otro obstáculo importante: la señal producida por la glucosa tiende a ser ahogada por los muchos otros componentes tisulares presentes en la piel.
“Cuando se mide la señal del tejido, la mayoría de las señales fuertes provienen de componentes sólidos como proteínas, lípidos y colágeno. La glucosa es una cantidad muy pequeña de la señal total. Por esta razón, hasta ahora, en realidad no podíamos ver la señal de glucosa de la señal medida ", dice Kang.
Para solucionar este problema, el equipo del MIT ha desarrollado formas de calcular indirectamente los niveles de glucosa comparando los datos de Raman de las muestras de piel con las concentraciones de glucosa en las muestras de sangre tomadas al mismo tiempo. Sin embargo, este enfoque requiere una calibración frecuente, y las predicciones pueden estar sesgadas por el movimiento del sujeto o los cambios en las condiciones ambientales.
Para el nuevo estudio, los investigadores desarrollaron un nuevo enfoque que les permite ver la señal de glucosa directamente. El nuevo aspecto de su técnica es que proyectan luz infrarroja cercana sobre la piel en un ángulo de aproximadamente 60 grados, pero recogen la señal Raman resultante de una fibra perpendicular a la piel. Esto da como resultado una señal general más fuerte porque la señal de glucosa Raman se puede recoger mientras se filtra la señal reflejada no deseada de la superficie de la piel.
Los investigadores probaron el sistema en cerdos y descubrieron que después de 10 a 15 minutos de calibración, podían obtener lecturas precisas de glucosa durante una hora. Verificaron las lecturas comparándolas con las mediciones de glucosa tomadas de muestras de sangre.
"Esta es la primera vez que observamos directamente la señal de glucosa del tejido por vía transdérmica, sin pasar por muchos cálculos avanzados y extracción de señal", dice So.
Control continuo
Los investigadores dicen que el desarrollo tecnológico es necesario antes de que el sistema Raman pueda usarse para controlar a las personas con diabetes. Ahora planean trabajar para reducir el dispositivo, que es del tamaño de una impresora de escritorio, para que pueda ser portátil, con la esperanza de probar dicho dispositivo. en pacientes diabéticos.
"Podrías tener un dispositivo en casa o un dispositivo en tu oficina al que podrías poner el dedo de vez en cuando, o podrías tener una sonda que sostengas en tu piel", dice So. "Esto es lo que estamos pensando a corto plazo".
A largo plazo, esperan crear un monitor portátil que pueda proporcionar lecturas continuas de glucosa.
Otros autores del MIT incluyen al ex becario postdoctoral Surya Pratap Singh, quien ahora es profesor asistente en el Instituto Indio de Tecnología; Wonjun Choi, ex científico visitante del Instituto de Ciencias Básicas de Corea del Sur; Luis Galindo, miembro del personal de investigación técnica; y el investigador principal Ramachandra Dasari. Hojun Chang, Woochang Lee y Jongae Park del Samsung Advanced Institute of Technology también son los autores del estudio.
La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud, el Instituto Avanzado de Tecnología de Samsung, el Centro de Investigación y Tecnología de la Alianza Singapur-MIT y la Corporación Hamamatsu.
