Glukózový senzor

Glukózový senzor s čítačkou, na ktorej vidno aktuálnu hodnotu glykémie aj graf v dolnej časti displeja

Glukózový senzor je zariadenie na kontinuálne meranie koncentrácie glukózy v krvi (glykémia), alebo v intersticiálnej tekutine, ktorá zodpovedá koncentrácii glukózy v krvi. Údaje prenášajú cez transmiter do vonkajšej jednotky, ktorou môže byť aj poloautomatická inzulínová pumpa, ktorá podľa nameraných hodnôt koriguje dávkovanie inzulínu, podávaného pacientovi s diabetes mellitus.

Zariadenie

Glukózové senzory vyrába viacero výrobcov ako jednorazové zariadenia, väčšinou s trvanlivosťou niekoľkých dní. Merajú koncentráciu glukózy v intersticiálnej tekutine, ktorá je v prijateľnej zhode s koncentráciou glukózy v krvi.

Bežný princíp merania koncentrácie glukózy je elektrochemický, kedy sa glukóza vo vzorke pôsobením enzýmu glukozooxidázy oxiduje na peroxid vodíka, ktorého elektrochemickým rozkladom vzniká merateľný elektrický prúd. Prúd môže byť generovaný aj inými elektrochemickými reakciami, napríkad glukózy s NAD (nikotinamid-adenín-dinukleotid). K implantácii pod kožu pacienta sú vhodné až senzory nových generácii, ktoré fungujú bez potreby reagencii, ktoré by boli v priamom styku s telesnými tekutinami. Pracujú s organickými vodivými soľami a meranie bez priameho kontaktu s telesnými tekutinami využíva techniku mikrodialýzy.

Perspektívnym princípom je meranie fluorescencie špeciálneho proteínu v hydrogéli, ktorého súčasťou je receptor glukózy aj fluorofor. Jedno z nových testovaných zariadení napríklad pracuje na princípe spektrofluorometrického merania koncentrácie glukózy, reverzibilne naviazanej na indikátorový hydrogél. Sľubuje trvanlivosť najmenej 3 mesiace a zníženú potrebu kalibračných meraní, ktoré súčasné (rok 2017) zariadenia vyžadujú aspoň 1 – 2 denne. Všetky bežne používané senzory sa viac alebo menej potýkajú s problémom stability v biologickom prostredí, presnosťou a potrebou opakovaných kalibrácii.

Ďalším smerom vývoja je neinvazívne meranie na princípe infračervenej absorpčnej spektroskopie, Ramanovej spektrometrie a iných; takéto senzory však stále zápasia s technickými problémami, hlavne presnosťou meraní a nedočkali sa zatiaľ výraznejšieho rozšírenia.

Použitie

Senzory, určené na krátkodobé použitie sú jednorazové výrobky, ktoré sa zavádzajú do podkožia vpichom, prípadne špeciálnym aplikátorom, pričom transmiter, na ktoré sú obyčajne pripevnené, sa fixuje na kožu. Merania sa vykonávajú približne v 5-minútových intervaloch, čo dostačuje pre potreby kontinuálneho monitorovania glykémie. Senzory prenášajú namerané hodnoty údaje cez transmiter do vonkajšej jednotky. Touto môže byť ovládač, smartfón, alebo poloautomatická inzulínová pumpa. Senzory sa musia aj viackrát denne kalibrovať na základe hodnoty, nameranej glukometrom z odobratej krvi.

Kontinuálne monitorovanie glykémie pomocou senzora je prínosom pre pacientov, ktorým hladina glykémie počas dňa silne kolíše a ohrozuje ich komplikáciami, napríklad hypoglykémiami. Takéto výchyľky sa jednotlivými odbermi často nedajú zachytiť, liečba je neprimeraná a vedie k ďalším problémom (progresia chronických komplikácii cukrovky, syndróm nerozpoznania hypoglykémie, prípadne až poškodenie centrálneho nervového systému). Preto senzory disponujú aj prostriedkami na varovanie pacienta pred nebezpečnými hodnotami glykémie, prípadne pred jej rýchlymi zmenami. Komunikačné rozhranie s pacientom aj inými zariadeniami je predmetom rýchlej inovácie, niektorí výrobcovia ponúkajú aj integrované systémy, obsahujúce vzájomne komunikujúcu inzulínovú pumpu s glukózovym senzorom a tiež s pacientom prostredníctvom aplikácie v mobilnom zariadení (stav v roku 2017).

Trvácny a pacientom dobre tolerovaný glukózový senzor je predpokladom zlepšenia kvality liečby diabetu u tých najproblémovejších a najohrozenejších pacientov s labilným diabetom 1. typu, vrátane detských pacientov. Pravdepodobne umožní aj rozšírenie používania plne automatickej inzulínovej pumpy s funkciou umelého pankreasu, ktorej súčasné typy obmedzuje aj nedostatočne presný a málo stabilný glukózový senzor.

Zdroje

• Tammy Shifftett: Continuous Glucose Monitoring: Everything You Need to Know. Thediabetescouncil.com Dostupné online: https://www.thediabetescouncil.com/continuous-glucose-monitoring-everything-you-need-to-know/
• Eun-Hyung Yoo, Soo-Youn Lee: Glucose Biosensors: An Overview of Use in Clinical Practice. Sensors 2010, 10, str. 4558-4576; doi:10.3390/s100504558. Dostupné online: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3292132/
• David C. Klonoff : Overview of Fluorescence Glucose Sensing: A Technology with a Bright Future. Journal of Diabetes Science and Technology Volume 6, Issue 6, November 2012. © Diabetes Technology Society. Dostupné online: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3570863/
• Mark P. Christiansen et al.: A Prospective Multicenter Evaluation of the Accuracy of a Novel Implanted Continuous Glucose Sensor: PRECISE II. Diabetes Technology & Therapeutics, Volume 20, Number 3, 2018. Mary Ann Liebert, Inc. DOI: 10.1089/dia.2017.0142. Dostupné online: http://online.liebertpub.com/doi/10.1089/dia.2017.0142
• Článok Fluorescent glucose biosensor na anglickej verzii Wikipédie: https://en.wikipedia.org/wiki/Fluorescent_glucose_biosensor