Биосенсоры: основы и приложения - Тёрнер Э.
Скачать (прямая ссылка):
анализа необходимо иметь уже во время консультации. В клинике было бы
полезно иметь под рукой также способы определения креатинина и калия.
Упомянутые выше тесты на вирусные антигены и лекарственные средства также
были бы полезны в этой ситуации. Еще один пример из сегодняшней практики
- определение уровня антиконвульсантов в неврологии.
36.1.4. Лечение сахарного диабета
Внимание конструкторов, специализирующихся в области сенсоров,
сосредоточено на диабете по ряду причин. Диабет можно рассматривать как
болезнь, связанную с относительным или абсолютным дефицитом
информационно-эффекторного гормона инсулина - белка, вырабатываемого в
поджелудочной железе элементарными природными биосенсорами, В-клетками
островков Лангерганса [5]. Время жизни инсулина в крови очень мало (от 4
до 5 мин), и, следовательно, его концентрация (т.е. фактор, определяющий
действие этого гормона) зависит от скорости секреции. В-клетки
чувствительны к широкому кругу веществ (что вполне согласуется с
многообразным биохимическим действием инсулина), причем наиболее важным
из них является содержащаяся в крови глюкоза.
Концентрация глюкозы в крови жестко регулируется при помощи инсулина (в
интервале ог 3,5 до 5,5 ммоль/л). Недостаток инсулина при диабете
приводит к высокому содержанию глюкозы, вызывающему при кратковременном
воздействии на организм болезненное состояние, а при длительном -
перерождение тканей.
Очевидный способ лечения диабета заключается в том, чтобы дать больному
инсулин. Действительно, до того как инсулин стал доступен, пациенты,
заболевшие диабетом, умирали через несколько месяцев после начала
болезни. Без непрерывного наблюдения за содержанием глюкозы (и некоторых
других веществ) невозможно поддерживать концентрацию инсулина в крови на
нормальном физиологическом уровне. Так что у больных диабетом
концентрация глюкозы в крови временами бывает слишком высокой, а при
избыточном и неправильном введении инсулина-и слишком низкой.
Контроль больных диабетом и качество их жизни улучшилось с появлением
глюкозооксидазных индикаторных полосок [11]. Для считывания их показаний
сначала применяли довольно примитивные измерительные приборы, которые
теперь, однако, существенно усовершенствованы. Следующим важным шагом
вперед были предназначенные для визуальной оценки (по окраске)
индикаторные полоски, что освободило пациентов от необходимости носить с
собой или покупать измерительный прибор. Чтобы конкурировать с
окрашиваемыми полосками, непосредственно показывающими результаты
измерения, биосенсоры (проводящие анализ в капле крови) должны быть
конкурентоспосбными по стоимости (один анализ должен стоить, скажем,
четыре фунта стерлингов), легкими, портативными и надежными. Розничная
цена базового прибора не должна превышать 70 фунтов стерлингов; вполне
вероятно, что такие устройства будут служить основой для более сложных
регистрирующих приборов, способных давать рекомендации по дозировке
инсулина.
Пациенты, однако, по-прежнему будут страдать от гипогликемических
реакций, обуславливаемых случайным снижением концентрации глюкозы в крови
по столь несходным причинам, как физическая нагрузка или прием алкоголя.
Много усилий затрачивается на попытки разработки "детекторов
гипогликемии" [3], но до сих пор
Биосенсоры а медицине: клинические требования
573
Таблица 36.1. Возможное использование биосенсоров при диабете
Тип сенсора
Устройство для определения глюкозы в пятне крови
Игольчатые (подкожные)
Внутривенные
Устройство для определения ке-тонов в пятне крови
Сенсоры для измерения через кожу или в выдыхаемом газе Подкожные
Комбинированный глюкоза/ке-тонный
Внутривенный
Комбинированный глюкоза/лак-татный
Комбинированный глюкоза/ аминокислотный
Характер применения
Сенсоры глюкозы Серийные анализы
Неотложная помощь
Предупреждение о гипергликемии
Непрерывное измерение уровня глюкозы в крови
Непрерывный контроль Непрерывный контроль
Сенсоры кетонов Диагностика кетоацидоза
Предотвращение кетоацидоза
Дополнение к системе подачи инсулина
Непрерывный контроль
Сенсор лактата Тяжелобольные пациенты
Непрерывный контроль
Сенсоры аминокислот Непрерывный контроль
Где применяется
Дома (пациентом); диабетические клиники; кабинеты врачей; терапевтические
и хирургические отделения
Дома, в течение ночи
Наблюдение амбулаторных больных; подача инсулина обычным способом Подача
инсулина гибридной системой с обратной связью
Автоматическая система подачи инсулина
Пункты скорой/неотложной помощи; диабетические отделения в больницах
Дома или в больнице
Амбулаторные больные
Автоматическая система подачи инсулина
Отделение интенсивной терапии
Автоматическая система подачи инсулина
Автоматическая система подачи инсулина
все они основываются на изменениях проводимости кожи (вследствие
выделения пота). Эти изменения, однако, очень неспецифичны, и после
нескольких случаев ложной тревоги пациент (или его родители) откажутся от
использования таких детекторов. Очевидный способ обойти это затруднение
