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El nivel de azúcar en la sangre medido con láser puede eliminar pinchazos
Los investigadores están trabajando en una forma de utilizar la tecnología láser para medir la glucosa en sangre de forma no invasiva. Si bien todavía hay un camino por recorrer antes de que tengan un dispositivo láser que sea portátil y adecuado para uso doméstico, creen que algún día reemplazará la necesidad de que los diabéticos extraigan sangre para evaluar sus niveles de glucosa.
En el diario Óptica Biomédica Express, el equipo de ingenieros eléctricos de la Universidad de Princeton, NJ, describe cómo usaron su dispositivo prototipo para medir el azúcar en la sangre dirigiendo el láser a la palma de la mano de una persona.
La autora principal Claire Gmachl, profesora Eugene Higgins de Ingeniería Eléctrica en Princeton, dice:
"Con este trabajo esperamos mejorar la vida de muchas personas que padecen diabetes y que dependen de la monitorización frecuente de la glucosa en sangre".
El rayo láser penetra la piel y es absorbido por la glucosa
El dispositivo funciona enviando un rayo láser a través de las células de la piel, sin causar daño, para ser absorbido por las moléculas de azúcar. El objetivo no es el azúcar en la sangre como tal, sino el contenido de azúcar del fluido intersticial dérmico, que tiene una fuerte correlación con el azúcar en la sangre.
El nuevo monitor usa un láser, en lugar de muestra de sangre, para leer los niveles de azúcar en la sangre. El láser se dirige a la palma de la persona, pasa a través de las células de la piel y es parcialmente absorbido por las moléculas de azúcar, lo que permite a los investigadores calcular los niveles de azúcar en la sangre.
Crédito de la imagen: Princeton
La cantidad de absorción del rayo láser es, por lo tanto, un indicador de la cantidad de glucosa en la sangre.
El equipo se sorprendió de la precisión de las lecturas. Los monitores de glucosa actuales que usan los pacientes en el hogar deben mostrar lecturas dentro del 20% del nivel sanguíneo real del paciente.
El autor principal Sabbir Liakat, un estudiante graduado en ingeniería eléctrica, dice que incluso su primera versión del sistema láser cumple con este requisito, y la última versión es 84% ??precisa.
El desafío ahora es mejorar la tecnología, y no menos importante, reducir la escala.
Cuando comenzaron a trabajar en la idea, el dispositivo cubría un banco de laboratorio promedio y necesitaba un sistema elaborado para mantenerlo fresco.
El profesor Gmachl dice que han resuelto el problema de enfriamiento, el sistema ahora funciona a temperatura ambiente, pero aún tienen que encontrar la manera de reducir la tecnología.
Su objetivo es desarrollar un dispositivo móvil que puedan llevar a las clínicas y realizar más pruebas y recopilar un mayor conjunto de datos para trabajar.
El dispositivo usa un "láser de cascada cuántica" para producir luz de infrarrojo medio
El sistema usa luz láser infrarroja, que está justo más allá de la luz del espectro visible para el ojo humano. Los dispositivos médicos actualmente usan infrarrojo cercano, una banda que tiene longitudes de onda ligeramente más largas que el rojo que el ojo humano puede ver. El infrarrojo cercano no está bloqueado por el agua y puede usarse en el cuerpo.
El láser de cascada cuántica permite al equipo seleccionar la frecuencia que necesitan en la región del infrarrojo medio, y también debido a las recientes mejoras en la tecnología, proporciona la mayor potencia y estabilidad necesarias para penetrar en la piel.
Crédito de la imagen: Princeton
Pero el infrarrojo cercano no interactúa con los productos químicos en la piel, para eso tienes que moverte a longitudes de onda ligeramente más largas en la región del infrarrojo medio. En esta longitud de onda, la luz láser es absorbida por el azúcar en la sangre y no se ve muy afectada por otros químicos en la piel.
Sin embargo, la luz láser de infrarrojo medio es más difícil de aprovechar con láseres estándar, y también requiere una mayor potencia y estabilidad para que el rayo penetre en la piel y disperse los fluidos corporales.
Pero como a veces sucede en proyectos donde las personas trabajan incansablemente para lograr sus objetivos, hubo un gran avance. Esto vino cuando probaron un nuevo tipo de dispositivo llamado "láser de cascada cuántica".'
El láser de cascada cuántica permite al equipo seleccionar la frecuencia que necesitan en la región del infrarrojo medio, y también debido a las recientes mejoras en la tecnología, proporciona la mayor potencia y estabilidad necesarias para penetrar en la piel.
Un estudio pequeño muestra que las lecturas promedio cumplen con la precisión clínica requerida
En su trabajo de estudio describen cómo midieron el nivel de azúcar en la sangre de tres voluntarios sanos antes y después de cada uno de ellos comieron 20 caramelos. Los investigadores también midieron el aumento resultante en el azúcar en la sangre con la prueba convencional de punción digital.
El equipo repitió el experimento y tomó mediciones varias veces durante varias semanas. Los resultados mostraron que, si bien las lecturas promedio del dispositivo láser tenían errores mayores que los monitores de azúcar en sangre estándar, estaban dentro del rango requerido para la precisión clínica.
El equipo está entusiasmado por el potencial que ofrece su descubrimiento porque, como explica el profesor Gmachl, "el láser en cascada cuántica puede diseñarse para emitir luz en un rango de longitud de onda muy amplio, su usabilidad no es solo para la detección de glucosa, sino que podría usarse para otras aplicaciones de detección y monitoreo médico ".
La National Science Foundation, la Wendy and Eric Schmidt Foundation, Daylight Solutions Inc. y Opto-Knowledge Systems ayudaron a financiar el estudio.
Recientemente, Noticias médicas hoy también aprendió cómo el descubrimiento de un sensor de glucosa en el cerebro puede conducir a nuevos tratamientos para la diabetes.
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