Les chercheurs travaillent sur une façon d'utiliser la technologie laser pour mesurer la glycémie de manière non invasive. Bien qu'il y ait encore un moyen d'aller avant d'avoir un appareil laser portatif et adapté à la maison, ils pensent qu'un jour il remplacera le besoin de diabétiques de tirer du sang pour tester leur taux de glucose.

Dans le journal Optique biomédicale Express , L'équipe d'ingénieurs électriciens de Princeton University, NJ, décrit comment ils ont utilisé leur prototype d'appareil pour mesurer le taux de glycémie en dirigeant le laser sur la paume d'une personne.

L'auteur principal Claire Gmachl, professeur de génie électrique à Eugene Higgins à Princeton, déclare:

«Avec ce travail, nous espérons améliorer la vie de nombreux malades du diabète qui dépendent de la surveillance fréquente de la glycémie».

Le faisceau laser pénètre la peau et est absorbé par le glucose

Le dispositif fonctionne en envoyant un rayon laser à travers les cellules de la peau - sans causer de dégâts - pour être absorbé par les molécules de sucre. La cible n'est pas le sucre dans le sang en tant que tel, mais la teneur en sucre du liquide interstitiel dermique, qui a une forte corrélation avec le sucre dans le sang.

Le nouveau moniteur utilise un laser, au lieu d'un échantillon de sang, pour lire le taux de sucre dans le sang. Le laser est dirigé vers la paume de la personne, passe à travers les cellules de la peau et est partiellement absorbé par les molécules de sucre, ce qui permet aux chercheurs de calculer le taux de glycémie.

Crédit d'image: Princeton

La quantité d'absorption du faisceau laser est donc un indicateur de la quantité de glucose dans le sang.

L'équipe a été étonnée de l'exactitude des résultats obtenus. Les moniteurs de glucose actuels que les patients utilisent à la maison doivent afficher des lectures dans les 20% du niveau sanguin actuel du patient.

L'auteur principal Sabbir Liakat, un étudiant diplômé en génie électrique, affirme que même leur version antérieure du système laser répond à cette exigence et que la dernière version est correcte à 84%.

Le défi maintenant est d'améliorer la technologie - et pas seulement de réduire l'échelle.

Quand ils ont commencé à travailler sur l'idée, l'appareil couvrait un banc de laboratoire moyen et avait besoin d'un système élaboré pour le garder cool.

Le professeur Gmachl affirme avoir résolu le problème du refroidissement - le système fonctionne maintenant à température ambiante - mais il faut encore savoir comment rendre la technologie plus petite.

Ils visent à développer un dispositif mobile qu'ils peuvent prendre dans les cliniques et à passer à plus de tests et à collecter un ensemble de données plus important pour travailler.

L'appareil utilise un «laser en cascade quantique» pour produire une lumière infrarouge moyenne

Le système utilise une lumière laser infrarouge, qui est juste au-delà de la lumière du spectre visible à l'œil humain. Les appareils médicaux utilisent actuellement un infrarouge proche, une bande qui a des longueurs d'ondes légèrement plus longues que le rouge que l'œil humain peut voir. L'infrarouge proche n'est pas bloqué par l'eau et peut donc être utilisé dans le corps.

Le laser en cascade quantique permet à l'équipe de sélectionner la fréquence dont elle a besoin dans la région infrarouge moyenne, et aussi grâce à des améliorations récentes de la technologie, elle offre une puissance et une stabilité accrues pour pénétrer la peau.

Crédit d'image: Princeton

Mais l'infrarouge proche n'interagit pas avec les produits chimiques dans la peau - pour cela, vous devez passer à des longueurs d'ondes légèrement plus longues dans la région infrarouge moyenne. À cette longueur d'onde, la lumière laser est absorbée par la glycémie et n'est pas très affectée par d'autres produits chimiques dans la peau.

Cependant, la lumière laser à infrarouge moyen est plus difficile à exploiter avec les lasers standard, et elle nécessite également une plus grande puissance et une plus grande stabilité afin que le faisceau pénètre la peau et dispersse le fluide corporel.

Mais comme cela se produit parfois dans des projets où les gens travaillent sans relâche pour atteindre leurs objectifs - il y a eu une percée. Cela est venu quand ils ont essayé un nouveau type d'appareil appelé «laser en cascade quantique». '

Le laser en cascade quantique permet à l'équipe de sélectionner la fréquence dont elle a besoin dans la région infrarouge moyenne, et aussi grâce à des améliorations récentes de la technologie, elle offre une puissance et une stabilité accrues pour pénétrer la peau.

Une petite étude montre que les lectures moyennes répondent à la précision clinique requise

Dans leur document d'étude, ils décrivent comment ils mesuraient la glycémie de trois volontaires sains avant et après avoir mangé 20 jellybeans. Les chercheurs ont également mesuré l'augmentation résultante de la glycémie avec le test de piqûre conventionnel.

L'équipe a répété l'expérience et a pris des mesures plusieurs fois sur plusieurs semaines. Les résultats ont montré que, bien que les lectures moyennes de l'appareil laser avaient des erreurs supérieures aux moniteurs standard de sucre dans le sang, elles étaient dans la gamme requise pour la précision clinique.

L'équipe est enthousiasmée par le potentiel de ses offres de découverte parce que, comme l'explique le Prof. Gmachl, «le laser en cascade quantique peut être conçu pour émettre de la lumière dans une très large gamme de longueurs d'onde, son utilité n'est pas seulement pour la détection du glucose, mais pourrait être utilisée Pour d'autres applications de détection et de surveillance médicales."

La National Science Foundation, la Fondation Wendy et Eric Schmidt, Daylight Solutions Inc. et Opto-Knowledge Systems ont aidé à financer l'étude.

Récemment, Medical-Diag.com A également appris comment la découverte d'un capteur de glucose dans le cerveau peut conduire à de nouveaux traitements pour le diabète.

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