Малою кров’ю

Українські фахівці завершують роботу над унікальним медичним приладом — неінвазивним глюкометром, який дозволяє визначати рівень цукру в крові людини без проколювання пальця.

Він створений колективом ентузіастів під керівництвом Володимира Яворського (м. Херсон). Зі зміною рівня глюкози в крові людини змінюється провідність тканин. Саме на цій властивості грунтується принцип дії апарату. В основі конструкції — надчутливий фотоприймач, розроблений талановитим ученим-фізиком з Ужгорода, автором багатьох винаходів Петром Бобоничем, про поневіряння якого «УТГ» писала ще 2008 року. Справа нарешті зрушила з мертвої точки: випущені вже три експериментальні партії новинки.

Фотоприймач на службі в медицини

На цукровий діабет, що спричиняється недостатньою кількістю ендогенного інсуліну або його зниженою ефективністю, сьогодні в Україні хворіє близько мільйона чоловік. Це хронічне захворювання — ще й певний спосіб життя, який вимагає активної участі хворого в процесі лікування. У цілому він зводиться до врівноваження факторів, які підвищують уміст глюкози в крові, із заходами, що сприяють його зниженню. Але щоб знати, що потрібне саме зараз, необхідно визначити поточний рівень цукру.

Основним способом цього є лабораторний аналіз, проведений у поліклініці. Але хворі на діабет і так змушені проводити там багато часу. Для полегшення життя пацієнту треба мати портативний глюкометр. Адже загальновідомо, що в деяких випадках рівень глюкози в крові може змінюватися кілька разів на день, і тоді такий прилад стає життєвою необхідністю.

Сьогодні в продажі багато таких апаратів. Але всі вони є так званими інвазивними глюкометрами, які мають один недолік. Їхній принцип дії вимагає обов’язкового проколювання тканини (звичайно пальця) і забору крові. Це викликає проблеми в людей, які давно хворіють на діабет: у них погано гояться рани. Болісною ця процедура є й для дітей. Проколювання пальця буває небажане і з професійних причин.

Крім цього, інвазивні глюкометри вимагають значної кількості видаткових матеріалів. Вартість однієї тест-смужки (для кожного забору крові потрібна нова) — близько $1. Іноді їх необхідно 4—5 на день. Буває, що пацієнти платять тільки за тести до 3 тис. грн на місяць, а потрібні ще й інші матеріали.

Спроб створити неінвазивний глюкометр уживали вже давно. Японці довго працювали над цією темою, навіть одержали в Парижі золоту медаль за проведені дослідження, але… приладу в них немає. Кілька років тому англійці надали одній російській компанії на розробку чогось подібного більше 2,5 млн фунтів стерлінгів — результатів поки теж нема.

Як же працює глюкометр, створений українськими вченими? Виявляється, усе просто. У пам’ять приладу вносяться показання лабораторних вимірювань до й після їжі для конкретної людини, після чого вже можна робити виміри в будь-який час дня і ночі.

— Людина почувається погано — зробила вимір. Раз на місяць ми рекомендуємо проводити контрольні виміри з використанням лабораторних показників, — говорить В.Яворський.

Прилад сконструйований так, щоб мінімально залежати від електроживлення. Навіть якщо «сіла» батарейка, він якийсь час показуватиме рівномірну напругу. Крім того, у нього енергонезалежна пам’ять: глюкометр не треба перекалібровувати після зміни елементів живлення. Є також функції коректування вимірів як для дорослих, так і для дітей. Сьогодні прилад коштує 1111 грн, але з урахуванням того, що проводиться його вдосконалення, напевно подорожчає.

Роботи над фотоприймачем велися вже кілька років. Але над створенням безпосередньо глюкометра почали працювати тільки в березні цього року, коли відбулася перша зустріч  Володимира Яворського й Петра Бобонича.

— Я довідався про розробку Петра Петровича, пов’язану з надчутливими фотоприймачами, і зацікавився нею. Він поділився своїми ідеями, які мені сподобалися. Потім приїхав у Херсон, ми детально ознайомилися з його працями. Підписали договір, і почалася спільна робота. Через кілька місяців з’явився перший зразок нашого глюкометра, — розповідає Володимир Миколайович і додає, що, попри швидке народження приладу, не слід думати, що створити його було просто.

Одна з найбільших проблем полягала в тому, що після настроювання приладу на роботу з певним пацієнтом він просто «не хотів» працювати з іншими. Одна з головних причин у тому, що в різних людей глюкоза в крові поводиться неоднаково. Більш того, в одних із підвищенням її вмісту провідність тканин зростає, а в інших, навпаки, падає.

Розробники глюкометра тісно співробітничають із лікувальними установами Херсона.

— Обласний відділ охорони здоров’я дав дозвіл на проведення досліджень у ендокринологічних відділеннях лікарень нашого міста, оскільки шкоди від приладу не може бути в принципі. Разом з лікарями ми знімали показання, після чого регулювали його (і досі це робимо), удосконалили методику вимірів. З дітьми ми працюємо тільки за згодою батьків. Із цим проблем, як правило, нема, бо, зрозумівши суть роботи приладу, батьки йшли нам назустріч. Більш того, вивчивши його на практиці, багато хто захотів мати такий апарат удома. Це й не дивно: уся процедура — це прикріпити невелику прищіпку до пальця руки й виставити необхідні параметри на самому приладі.

— Кілька місяців напрацьовувався досвід. Було непросто. На одному пацієнті прилад працював добре, на іншому — ні. Первісне співвідношення працюючих екземплярів до непрацюючих становило 10 до 90, потім — 30 до 70, далі — 50 до 50, — згадує Володимир Яворський.

І, забігаючи наперед, говорить, що сьогодні вже є рішення, які дозволять приладу видавати точні показання з огляду на особливості організму того або іншого пацієнта.

Ноу-хау потребує інвестицій

Як ми вже відзначали, наразі випущено три дрібносерійні партії новинки. Усі вони розійшлися. Відпрацьовано багато як технічних, так і організаційних питань. Наприклад, визначено, які труднощі в користувача викликає калібрування приладу, і внесені відповідні зміни. Ураховувалися також особливості його експлуатації при вимірах у дітей і в людей похилого віку. Збільшився час між проведенням калібрування приладу.

— Ми працюємо з кожною конкретною людиною, у якої є наш прилад із дослідних партій, — консультуємо, допомагаємо калібрувати, систематизуємо зауваження. Наші прилади працюють у Харкові, Львові, інших регіонах України. Але після виготовлення експериментальних партій ми призупинили їхній випуск для того, щоб з огляду на результати експлуатації внести зміни в конструкцію та… знайти інвестора, — інформує Володимир Миколайович.

Зараз колектив займається вдосконаленням програми, що дозволить відкаліб­рувати прилад таким чином, щоб потім користуватися ним протягом декількох тижнів — до наступної корекції. Інший напрям роботи групи ентузіастів — підвищення точності приладу, як мінімум, ще на 50%. Крім того, готується новий дизайн. Якщо зараз його габарити становлять 12х7х3 см, то незабаром він буде не більше сучасного мобільного телефона, що дозволить завжди мати його при собі.

— Зараз перед нами стоїть завдання довести прилад до такого рівня, щоб він працював безвідмовно й точно, — говорить Володимир Яворський. — А після цього займемося одержанням пакета дозвільних документів. Це теж дуже непроста справа. Для сертифікації треба віддати на тестування в медзаклади 200 приладів, є й інші моменти. На все це потрібні чималі кошти. За їх наявності розв’язати всі ці проблеми можна протягом одного-двох місяців. Якби знайшовся інвестор, якому небайдужі проблеми хворих на цукровий діабет, було б дуже добре. Сьогодні життя таке, що наш невеликий колектив вкладає в цю справу кошти, зароблені іншим шляхом. Ми вже зареєстрували свою торговельну марку «Світ Здоров’я», запатентували спосіб зняття показників.

Чи треба говорити, що впровадження неінвазивного глюкометра надзвичайно актуальне й що він може дістати міжнародне визнання? Його значення важко переоцінити. Застосування новинки дозволить виявляти цукровий діабет ранніх стадій на рівні сімейної лікарської амбулаторії та проводити масове обстеження населення. Тривалий моніторинг рівня глікемії дасть можливість точніше підбирати індивідуальне лікування хворим на цукровий діабет, полегшить його перебіг, знизить частоту й серйозність ускладнень.

Якщо результат буде успішним, глюкометр третього покоління можна запустити в серійне виробництво вже до кінця цього року. У всякому разі, його автори дуже на це сподіваються. Було б непогано, щоб приладом зацікавилися й у Міністерстві охорони здоров’я України.

У будь-якому разі, щоб стати лідерами, треба поквапитися — схожий прилад (GlucoWatch G2 Biographer) недавно сертифікували в США, наближається до завершення розробка неінвазивного глюкометра ізраїльською компанією Cnoga Medical.

Довідка «УТГ»

Неінвазивний спосіб визначення концентрації глюкози здійснюється без взяття крові. Різні фірми світу, такі як SugarTrac, Toshiba, мають свої розробки неінвазивних глюкометрів. Їх робота  проста, але до цього часу масового випуску таких приладів немає. Не обминула така участь і український глюкометр: із часу винаходу ужгородського вченого Петра Бобонича минуло кілька років, але спроби вдосконалити прилад і налагодити його  виробництво в нашій країні не мали успіху. Проблему докладно розглянуто в статті «Український глюкометр. Заглючило…» (№12 від 27 березня 2008 р.).

Для інженерів

Поглинання світла на певній довжині хвилі підпорядковується експоненціальному закону Ламберта-Бера:

I=I₀e^–kCd, де  I та I₀  — інтенсивність світла до і після проходження через об’єкт дослідження (наприклад, мочку вуха чи палець руки), k — коефіцієнт, що відповідає поглинанню об’єкта, С — концентрація глюкози в крові людини, d —  товщина біологічного об’єкта.