Los pacientes con diabetes deben analizar sus niveles de azúcar en sangre varias veces al día para asegurarse de que no estén demasiado altos o demasiado bajos. Los estudios han demostrado que más de la mitad de los pacientes no realizan pruebas con la suficiente frecuencia, en parte debido al dolor y las molestias del pinchazo de la aguja.

Una posible alternativa es la espectroscopia Raman, una técnica no invasiva que revela la composición química del tejido, como la piel, iluminando con luz infrarroja cercana. Los científicos del MIT han dado ahora un paso importante para hacer que esta técnica sea práctica para el uso de 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 debían calcularse indirectamente, basado en una comparación entre las señales Raman y una medición de referencia de los niveles de glucosa en sangre.

Si bien 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 Entonces, profesor de ingeniería biológica y mecánica en el MIT.

"Hoy dia, la diabetes es una epidemia mundial, "dice Entonces, quien es uno de los autores principales del estudio y director del Centro de Investigación Biomédica Láser del MIT. "Si hubiera un buen método para la monitorización continua de la glucosa, uno podría pensar en desarrollar un mejor manejo de la enfermedad ".

Sung Hyun Nam, del Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung en Seúl, también es un autor principal del estudio. que aparece hoy en Avances de la ciencia . Jeon Woong Kang, un científico investigador del MIT, y el parque Yun Sang, un miembro del personal de investigación del Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung, son los autores principales del artículo.

Viendo a través de la piel

La espectroscopia Raman se puede utilizar para identificar la composición química del tejido analizando cómo se dispersa la luz del infrarrojo cercano, o desviado, ya que encuentra diferentes tipos de moléculas.

El Centro de Investigación Biomédica Láser del MIT ha estado trabajando en sensores de glucosa basados ​​en espectroscopia Raman durante más de 20 años. El rayo láser de infrarrojo cercano utilizado para la espectroscopia Raman solo puede penetrar unos pocos milímetros en el tejido, por lo que un avance clave fue idear una forma de correlacionar las mediciones de glucosa del líquido que baña las células de la piel, conocido como líquido intersticial, a los niveles de glucosa en sangre.

Sin embargo, Quedaba otro obstáculo clave:la señal producida por la glucosa tiende a ser ahogada por los muchos otros componentes tisulares que se encuentran en la piel.

"Cuando mides la señal del tejido, la mayoría de las señales fuertes provienen de componentes sólidos como proteínas, lípidos y colágeno. La glucosa es muy pequeña pequeña cantidad de la señal total. Por eso, hasta ahora no pudimos ver la señal de glucosa de la señal medida, "Dice Kang.

Para solucionar eso, El equipo del MIT ha desarrollado formas de calcular los niveles de glucosa indirectamente comparando datos Raman de muestras de piel con concentraciones de glucosa en muestras de sangre tomadas al mismo tiempo. Sin embargo, este enfoque requiere una calibración frecuente, y las predicciones pueden desviarse por el movimiento del sujeto o 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 aspecto novedoso de su técnica es que iluminan la piel con luz infrarroja cercana en un ángulo de aproximadamente 60 grados, pero recoja la señal Raman resultante de una fibra perpendicular a la piel. Esto da como resultado una señal general más fuerte porque la señal Raman de glucosa se puede recopilar mientras se filtra la señal reflejada no deseada de la superficie de la piel.

Los investigadores probaron el sistema en cerdos y encontraron que después de 10 a 15 minutos de calibración, podían obtener lecturas precisas de glucosa hasta por 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 de forma transdérmica, sin pasar por muchos cálculos avanzados y extracción de señales, "Eso dice.

Monitoreo continuo

Se necesita un mayor desarrollo de la tecnología antes de que el sistema basado en Raman pueda usarse para monitorear a las personas con diabetes. dicen los investigadores. Ahora planean trabajar para reducir el dispositivo, que es aproximadamente del tamaño de una impresora de escritorio, para que sea portátil, con la esperanza de probar un dispositivo de este tipo en pacientes diabéticos.

"Es posible que tenga un dispositivo en casa o un dispositivo en su oficina al que pueda poner el dedo de vez en cuando, o puede tener una sonda que se sujeta a la piel, "Eso es lo que estamos pensando en el corto plazo".

A largo plazo, esperan crear un monitor portátil que pueda ofrecer mediciones continuas de glucosa.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.