Les patients diabétiques doivent tester leur glycémie plusieurs fois par jour pour s'assurer qu'ils ne deviennent pas trop élevés ou trop bas. Des études ont montré que plus de la moitié des patients ne testent pas assez souvent, en partie à cause de la douleur et des inconvénients de la piqûre d'aiguille.

Une alternative possible est la spectroscopie Raman, une technique non invasive qui révèle la composition chimique des tissus, comme la peau, en lui envoyant une lumière proche infrarouge. Les scientifiques du MIT ont maintenant franchi une étape importante pour rendre cette technique pratique pour les patients :ils ont montré qu'ils peuvent l'utiliser pour mesurer directement les concentrations de glucose à travers la peau. Jusqu'à maintenant, les niveaux de glucose devaient être calculés indirectement, basé sur une comparaison entre les signaux Raman et une mesure de référence de la glycémie.

Bien que davantage de travail soit nécessaire pour développer la technologie en un appareil convivial, cette avancée montre qu'un capteur basé sur Raman pour la surveillance continue de la glycémie pourrait être réalisable, dit Peter So, professeur de génie biologique et mécanique au MIT.

"Aujourd'hui, le diabète est une épidémie mondiale, " dit Alors, qui est l'un des auteurs principaux de l'étude et le directeur du Laser Biomedical Research Center du MIT. « S'il existait une bonne méthode de surveillance continue de la glycémie, on pourrait potentiellement penser à développer une meilleure gestion de la maladie. »

Sung Hyun Nam du Samsung Advanced Institute of Technology à Séoul est également un auteur principal de l'étude, qui apparaît aujourd'hui dans Avancées scientifiques . Jeon Woong Kang, chercheur au MIT, et le parc Yun Sang, un membre du personnel de recherche du Samsung Advanced Institute of Technology, sont les principaux auteurs de l'article.

Voir à travers la peau

La spectroscopie Raman peut être utilisée pour identifier la composition chimique des tissus en analysant la diffusion de la lumière proche infrarouge, ou dévié, car il rencontre différents types de molécules.

Le Laser Biomedical Research Center du MIT travaille sur des capteurs de glucose basés sur la spectroscopie Raman depuis plus de 20 ans. Le faisceau laser proche infrarouge utilisé pour la spectroscopie Raman ne peut pénétrer que de quelques millimètres dans les tissus, une avancée clé a donc été de trouver un moyen de corréler les mesures de glucose à partir du liquide qui baigne les cellules de la peau, connu sous le nom de liquide interstitiel, aux niveaux de glucose dans le sang.

Cependant, un autre obstacle clé subsistait :le signal produit par le glucose a tendance à être noyé par les nombreux autres composants tissulaires présents dans la peau.

"Lorsque vous mesurez le signal du tissu, la plupart des signaux forts proviennent de composants solides tels que les protéines, lipides, et collagène. Le glucose est un minuscule, infime partie du signal total. À cause de ça, jusqu'à présent, nous ne pouvions pas réellement voir le signal de glucose à partir du signal mesuré, " dit Kang.

Pour contourner cela, l'équipe du MIT a développé des moyens de calculer indirectement les niveaux de glucose en comparant les données Raman d'échantillons de peau avec les concentrations de glucose dans des échantillons de sang prélevés en même temps. Cependant, cette approche nécessite un étalonnage fréquent, et les prédictions peuvent être contrecarrées par le mouvement du sujet ou des changements dans les conditions environnementales.

Pour la nouvelle étude, les chercheurs ont développé une nouvelle approche qui leur permet de voir directement le signal de glucose. L'aspect novateur de leur technique est qu'ils projettent une lumière proche infrarouge sur la peau à un angle d'environ 60 degrés, mais collecte le signal Raman résultant d'une fibre perpendiculaire à la peau. Il en résulte un signal global plus fort car le signal Raman du glucose peut être collecté tandis que le signal réfléchi indésirable de la surface de la peau est filtré.

Les chercheurs ont testé le système sur des porcs et ont découvert qu'après 10 à 15 minutes d'étalonnage, ils pourraient obtenir des lectures de glucose précises jusqu'à une heure. Ils ont vérifié les lectures en les comparant aux mesures de glucose prises à partir d'échantillons de sang.

"C'est la première fois que nous observons directement le signal glucose du tissu par voie transdermique, sans passer par beaucoup de calculs avancés et d'extraction de signaux, " Ainsi dit.

Contrôle continu

Le développement de la technologie est nécessaire avant que le système basé sur Raman puisse être utilisé pour surveiller les personnes atteintes de diabète, disent les chercheurs. Ils prévoient maintenant de travailler sur la réduction de l'appareil, qui a à peu près la taille d'une imprimante de bureau, afin qu'il puisse être portable, dans l'espoir de tester un tel dispositif sur des patients diabétiques.

« Vous pourriez avoir un appareil à la maison ou un appareil dans votre bureau sur lequel vous pourriez mettre le doigt de temps en temps, ou vous pourriez avoir une sonde que vous tenez à votre peau, " Ainsi dit. " C'est ce à quoi nous pensons à plus court terme. "

À long terme, ils espèrent créer un moniteur portable qui pourrait offrir des mesures de glucose en continu.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.