Pacientes com diabetes devem testar seus níveis de açúcar no sangue várias vezes ao dia para ter certeza de que não estão ficando muito altos ou muito baixos. Estudos têm mostrado que mais da metade dos pacientes não faz o teste com frequência, em parte por causa da dor e inconveniência da picada da agulha.

Uma alternativa possível é a espectroscopia Raman, uma técnica não invasiva que revela a composição química do tecido, como pele, iluminando-o com luz infravermelha próxima. Os cientistas do MIT deram agora um passo importante para tornar essa técnica prática para o uso do paciente:eles mostraram que podem usá-la para medir diretamente as concentrações de glicose na pele. Até agora, os níveis de glicose tiveram que ser calculados indiretamente, com base em uma comparação entre os sinais Raman e uma medição de referência dos níveis de glicose no sangue.

Embora seja necessário mais trabalho para desenvolver a tecnologia em um dispositivo amigável, este avanço mostra que um sensor baseado em Raman para monitoramento contínuo de glicose pode ser viável, diz Peter So, professor de engenharia biológica e mecânica no MIT.

"Hoje, diabetes é uma epidemia global, "diz assim, que é um dos autores seniores do estudo e diretor do Centro de Pesquisa Biomédica Laser do MIT. "Se houvesse um bom método para monitoramento contínuo de glicose, pode-se pensar em desenvolver um melhor manejo da doença. "

Sung Hyun Nam do Samsung Advanced Institute of Technology em Seul também é um autor sênior do estudo, que aparece hoje em Avanços da Ciência . Jeon Woong Kang, um cientista pesquisador do MIT, e Yun Sang Park, membro da equipe de pesquisa do Samsung Advanced Institute of Technology, são os principais autores do artigo.

Vendo através da pele

A espectroscopia Raman pode ser usada para identificar a composição química do tecido, analisando como a luz infravermelha próxima é espalhada, ou desviado, à medida que encontra diferentes tipos de moléculas.

O Laser Biomedical Research Center do MIT tem trabalhado em sensores de glicose baseados em espectroscopia Raman por mais de 20 anos. O feixe de laser infravermelho próximo usado para espectroscopia Raman só pode penetrar alguns milímetros no tecido, então, um avanço importante foi desenvolver uma maneira de correlacionar as medições de glicose do fluido que banha as células da pele, conhecido como fluido intersticial, aos níveis de glicose no sangue.

Contudo, outro obstáculo importante permaneceu:o sinal produzido pela glicose tende a ser abafado pelos muitos outros componentes do tecido encontrados na pele.

"Quando você está medindo o sinal do tecido, a maioria dos sinais fortes vêm de componentes sólidos, como proteínas, lipídios, e colágeno. A glicose é minúscula, pequena quantidade do sinal total. Por causa disso, até agora não podíamos realmente ver o sinal de glicose do sinal medido, "Kang diz.

Para contornar isso, a equipe do MIT desenvolveu maneiras de calcular os níveis de glicose indiretamente, comparando os dados Raman de amostras de pele com as concentrações de glicose em amostras de sangue colhidas ao mesmo tempo. Contudo, esta abordagem requer calibração frequente, e as previsões podem ser desfeitas pelo movimento do sujeito ou por mudanças nas condições ambientais.

Para o novo estudo, os pesquisadores desenvolveram uma nova abordagem que lhes permite ver o sinal de glicose diretamente. O aspecto inovador de sua técnica é que eles emitem luz quase infravermelha sobre a pele em um ângulo de 60 graus, mas colete o sinal Raman resultante de uma fibra perpendicular à pele. Isso resulta em um sinal geral mais forte porque o sinal Raman da glicose pode ser coletado enquanto o sinal refletido indesejado da superfície da pele é filtrado.

Os pesquisadores testaram o sistema em porcos e descobriram que após 10 a 15 minutos de calibração, eles podiam obter leituras precisas de glicose por até uma hora. Eles verificaram as leituras comparando-as com medições de glicose feitas em amostras de sangue.

"Esta é a primeira vez que observamos diretamente o sinal de glicose do tecido de forma transdérmica, sem passar por muitos cálculos avançados e extração de sinal, "É o que diz.

Monitoramento contínuo

É necessário um maior desenvolvimento da tecnologia antes que o sistema baseado em Raman possa ser usado para monitorar pessoas com diabetes, dizem os pesquisadores. Eles agora planejam reduzir o dispositivo, que tem quase o tamanho de uma impressora de mesa, para que pudesse ser portátil, na esperança de testar tal dispositivo em pacientes diabéticos.

"Você pode ter um dispositivo em casa ou um dispositivo em seu escritório que você pode colocar o dedo de vez em quando, ou você pode ter uma sonda que coloca em sua pele, "É o que diz." É nisso que estamos pensando a curto prazo. "

A longo prazo, eles esperam criar um monitor vestível que possa oferecer medições contínuas de glicose.

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.