Glukózový senzor

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 (cukrovkou) 1.typu

Účel zariadenia 
Kontinuálne monitorovanie glykémie pomocou senzora je prínosom pre pacientov s diabetes mellitus (cukrovkou) 1. typu, ktorým hladina glykémie počas dňa silne kolíše a ohrozuje jednak akútnymi komplikáciami - hypoglykémiami, jednak chronickými komplikáciami, vyplývajúcimi zo zlej kompenzácie diabetu a dlhodobo zvýšenými koncentráciami glukózy v krvi (hyperglykémia). Opakované hypoglykémie časom vedú k vzniku syndrómu nerozpoznania hypoglykémie, ktorého následkom môže byť aj dlhodobé poškodenie centrálneho nervového systému. (viac v článku Diabetes mellitus)

Druhy senzorov podľa spôsobu merania 
Glukózové senzory vyrába viacero výrobcov. Niektoré sú jednorazové zariadenia, väčšinou s trvanlivosťou niekoľkých týždňov. Merajú koncentráciu glukózy v intersticiálnej tekutine, ktorá je v prijateľnej zhode s koncentráciou glukózy v krvi, alebo priamo 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.

Ďalšie zariadenia pracujú na princípe spektroskopie v oblasti blízkeho infračerveného pásma (NIRS) a impedančnej spektroskopie a iných optických metódach. Tieto trpia skreslením z absorpcie inými materiálmi, vysokou úrovňou šumového pozadia, driftom kalibrácie atď., napriek tomu sa už niektoré dostali do komerčného užívania, ale bez certifikácie ako lekárskeho prístroja.

Ďalším princípom je meranie fluorescencie špeciálneho proteínu v hydrogéli, ktorého súčasťou je receptor glukózy aj fluorofor. Jedno z 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. 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.

Veľmi nádejný je senzor, založený na princípe mikrovlnového rezonátora, u ktorého sa predpokladajú minimálne rozmery, vysoká presnosť a nízka cena.

Použiteľnosť 
Pôvodné senzory boli jednorazové výrobky, určené na krátkodobé použitie, 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. Niektoré senzory sa musia aj viackrát denne kalibrovať na základe hodnoty, nameranej glukometrom z odobratej krvi. Novšie zariadenia majú trvanlivosť až 3 mesiace a niektoré sú schopné spolupracovať s určitým typom inzulínovej pumpy v rôznom rozsahu, dokonca aj ako tzv. umelý pankreas v režime uzatvorenej regulačnej slučky. Jestvujú aj zariadenia bez nutnosti kalibrácie, zatiaľ však s kratšou životnosťou. Ďalším perspektívnym použitím je monitorovanie koncentrácie glukózy v krvi u predčasne narodených detí, u ktorých sa často vyskytuje zdraviu nebezpečné kolísanie koncentrácie glukózy v krvi.

Referencie

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/

Medicínske prístroje
Diabetes mellitus