Les ingénieurs du MIT travaillent sur une application qui identifie et quantifie le contenu des aliments, ce qui peut aider les diabétiques à compter les glucides. Credit : MIT News, stock images
<span aria-describedby="tt" class="glossaryLink" data-cmtooltip="
“> Les ingénieurs du MIT travaillent sur un nouveau type de dispositif qui pourrait simplifier le processus de mesure de la glycémie et d’injection d’insuline.
Avant de prendre un repas, de nombreuses personnes diabétiques doivent s’injecter de l’insuline. Il s’agit d’un processus long qui nécessite souvent d’estimer la teneur en glucides du repas, de faire une prise de sang pour mesurer la glycémie, puis de calculer et d’administrer la bonne dose d’insuline.
Ces étapes, qui doivent généralement être répétées pour chaque repas, font que de nombreux patients diabétiques ont du mal à respecter leur régime de traitement. Une équipe de chercheurs du MIT a mis au point une nouvelle approche pour rationaliser le processus et aider les patients à maintenir un taux de glucose sain.
“Toute intervention qui facilite le traitement des patients peut avoir un impact énorme, car il existe de multiples obstacles liés au temps, à la gêne, à la dextérité ou à l’apprentissage et à la formation,”explique Giovanni Traverso, professeur adjoint de génie mécanique au MIT (Karl van Tassel Career Development) et gastroentérologue au Brigham and Women’s Hospital. Si nous parvenons à surmonter ces obstacles par la mise en œuvre de nouvelles solutions techniques, les patients pourront plus facilement bénéficier de ce traitement.
Traverso et ses collègues ont conçu deux dispositifs différents qui peuvent simplifier le processus de calcul et d’injection de la bonne dose d’insuline. Le premier, qui combine plusieurs des étapes existantes en un seul dispositif, pourrait être utilisé chez les patients dans un avenir proche. Leur deuxième prototype intègre des composants électroniques flexibles à la surface d’une aiguille, de sorte que la mesure du sang et l’administration de l’insuline peuvent se faire par la même aiguille. Cela pourrait éventuellement simplifier encore plus le processus de gestion du diabète.
Les postdocs du MIT Hen-Wei Huang et Sean You, ainsi que les étudiants invités Luca Di Tizio et Canchen Li, sont les principaux auteurs de l’article, qui paraît dans le Journal of Controlled Release .
https://www.youtube.com/watch?v=yMSgdLa4aYs /
Dispositif tout-en-un
Le diabète touche 34 millions de personnes aux États-Unis et plus de 400 millions dans le monde. Les patients diabétiques utilisent souvent deux types d’insuline pour contrôler leur glycémie : l’insuline à longue durée d’action, qui permet de contrôler la glycémie sur une période de 24 heures, et l’insuline à courte durée d’action, qui est injectée au moment des repas. Les patients mesurent d’abord leur taux de glycémie à l’aide d’un glucomètre, ce qui implique de se piquer le doigt pour prélever du sang et de placer une goutte de sang sur une bandelette réactive. Ils doivent également estimer la quantité de glucides contenue dans leur repas et combiner cette information avec leur taux de glycémie pour calculer et injecter la dose d’insuline appropriée.
Les technologies existantes, telles que les moniteurs de glycémie continue et les pompes à insuline, peuvent faciliter certaines parties de ce processus. Cependant, ces dispositifs ne sont pas largement disponibles, de sorte que la plupart des patients doivent se fier à des piqûres au doigt et à des seringues.
“Chaque jour, de nombreux patients doivent effectuer cette procédure compliquée au moins trois fois,&rdquo ; dit Huang. “Le principal objectif de ce projet est d’essayer de faciliter toutes ces procédures complexes et également d’éliminer la nécessité d’utiliser plusieurs appareils. Nous avons également utilisé l’appareil photo d’un smartphone et l’apprentissage profond pour créer une application qui identifie et quantifie le contenu des aliments, ce qui peut faciliter le comptage des glucides.&rdquo ;
L’équipe de recherche a conçu deux types différents de dispositifs “tout-en-un”, qui intègrent tous deux la nouvelle application pour smartphone. Les patients prennent d’abord une photo de l’aliment, et l’application peut ensuite estimer le volume de l’aliment ainsi que la quantité de glucides, en se basant sur les informations nutritionnelles d’une base de données de l’USDA.
Le premier dispositif tout-en-un conçu par les chercheurs regroupe un grand nombre des outils existants que les patients utilisent actuellement, notamment une lancette pour prélever le sang et des bandelettes de test de glucose. Une fois la mesure de la glycémie effectuée, l’appareil transmet les informations à l’application du smartphone via Bluetooth, et l’application calcule la dose d’insuline correcte. Le siteLe dispositif comprend également une aiguille qui injecte la bonne quantité d’insuline.
“Notre dispositif permet d’automatiser les procédures de piqûre de la peau, de prélèvement du sang, de calcul du taux de glucose, de calcul et d’injection d’insuline,&rdquo ; dit Huang. Le patient n’a plus besoin d’un autopiqueur, d’un glucomètre et d’un stylo à insuline séparés.
Bon nombre des composants de ce dispositif sont déjà approuvés par la FDA, mais le dispositif n’a pas encore été testé sur des patients humains. Des tests sur des porcs ont montré que le système pouvait mesurer avec précision les niveaux de glucose et distribuer de l’insuline.
Une seule piqûre
Pour leur deuxième dispositif, les chercheurs ont voulu mettre au point un système qui ne nécessiterait qu’une seule piqûre d’aiguille. Pour y parvenir, ils ont conçu un nouveau capteur de glucose qui pourrait être incorporé dans la même aiguille que celle utilisée pour l’injection d’insuline.
“L’idée serait que si nous pouvions intégrer le capteur de glucose directement sur la surface de l’aiguille d’injection d’insuline, nous n’aurions besoin que d’une seule piqûre pour le patient, ce qui minimise la douleur et rend l’ensemble du processus plus facile à administrer,&rdquo ; dit You.
Les chercheurs ont conçu un capteur électronique flexible qui peut être fixé à l’aiguille et mesurer les niveaux de glucose dans le liquide interstitiel, juste sous la surface de la peau. Une fois que l’aiguille pénètre dans la peau, il faut entre cinq et dix secondes pour mesurer les niveaux de glucose. Ces informations sont transmises à l’application smartphone, qui calcule la dose d’insuline et l’administre par l’aiguille insérée.
Lors de tests effectués sur des porcs, les chercheurs ont montré qu’ils pouvaient mesurer avec précision les niveaux de glucose avec ce système et que les niveaux de glucose diminuaient après l’injection d’insuline.
Comme ce dispositif utilise un nouveau type de capteur de glucose, les chercheurs s’attendent à ce qu’il faille le développer davantage pour pouvoir le tester sur des patients. Ils ont déposé des brevets pour les deux systèmes décrits dans la nouvelle étude et espèrent travailler avec des entreprises pour les développer davantage.
La recherche a été financée par le département d’ingénierie mécanique du MIT et le Brigham and Women’s Hospital.
