Un medidor de glucosa, también conocido como " glucómetro ", [1] es un dispositivo médico para determinar la concentración aproximada de glucosa en la sangre . También puede ser una tira de papel de glucosa sumergida en una sustancia y medida según la tabla de glucosa. Es un elemento clave de las pruebas de glucosa , incluida la monitorización de la glucosa en sangre en el hogar (HBGM) que realizan las personas con diabetes mellitus o hipoglucemia . Se coloca una pequeña gota de sangre, obtenida al perforar ligeramente la yema del dedo con una lanceta , en una tira de prueba desechable que el medidor lee y usa para calcular el nivel de glucosa en sangre. Luego, el medidor muestra el nivel en unidades de mg/dL o mmol/L .
Desde aproximadamente 1980, un objetivo principal del tratamiento de la diabetes tipo 1 y la diabetes mellitus tipo 2 ha sido lograr niveles de glucosa en sangre cercanos a los normales durante la mayor cantidad de tiempo posible, guiados por la administración de HBGM varias veces al día. Los beneficios incluyen una reducción en la tasa de incidencia y la gravedad de las complicaciones a largo plazo de la hiperglucemia , así como una reducción de las complicaciones a corto plazo, potencialmente mortales, de la hipoglucemia .
Leland Clark presentó su primer artículo sobre el electrodo de oxígeno, más tarde llamado electrodo Clark , el 15 de abril de 1956, en una reunión de la Sociedad Americana de Órganos Artificiales durante las reuniones anuales de las Sociedades Federadas de Biología Experimental. [2] [3] En 1962, Clark y Ann Lyons del Hospital Infantil de Cincinnati desarrollaron el primer electrodo de enzima de glucosa. Este biosensor se basaba en una fina capa de glucosa oxidasa (GOx) sobre un electrodo de oxígeno. Por tanto, la lectura era la cantidad de oxígeno consumido por GOx durante la reacción enzimática con el sustrato glucosa. Esta publicación se convirtió en uno de los artículos más citados en ciencias de la vida. Debido a este trabajo se le considera el "padre de los biosensores", especialmente con respecto a la detección de glucosa para pacientes diabéticos. [2] [3]
Otro medidor de glucosa de los primeros tiempos fue el Ames Reflectance Meter de Anton H. Clemens. Se utilizó en los hospitales estadounidenses en la década de 1970. Una aguja en movimiento indicaba el nivel de glucosa en sangre después de aproximadamente un minuto.
A finales de los años 1970 se demostró que el control glucémico de la diabetes tipo 1 se podía mejorar con la monitorización de la glucosa en el hogar, y los primeros medidores se comercializaron para uso doméstico alrededor de 1981. Los dos modelos que dominaron inicialmente en Norteamérica en los años 1980 fueron el glucómetro, introducido en noviembre de 1981, [4] cuya marca comercial es propiedad de Bayer , y el medidor Accu-Chek (de Roche ). En consecuencia, estas marcas comerciales se han convertido en sinónimos del producto genérico para muchos profesionales de la salud. En Gran Bretaña , un profesional de la salud o un paciente pueden referirse a "tomar una deposición urinaria": "La deposición urinaria de la Sra. X es 5", etc. BM significa Boehringer Mannheim , ahora parte de Roche, que produce tiras reactivas llamadas 'BM-test' para usar en un medidor. [5] [6]
En América del Norte, los hospitales se resistieron a la adopción de mediciones de glucosa con medidor para el tratamiento de la diabetes en pacientes internados durante más de una década. Los gerentes de laboratorios argumentaron que la precisión superior de una medición de glucosa en laboratorio superaba la ventaja de la disponibilidad inmediata y hacía que las mediciones de glucosa con medidor fueran inaceptables para el tratamiento de la diabetes en pacientes internados. Los pacientes con diabetes y sus endocrinólogos finalmente persuadieron la aceptación. [ cita requerida ] Antes de su discontinuación en julio de 2021, el analizador de glucosa y lactato YSI 2300 STAT PLUS fue ampliamente aceptado como el estándar de facto para mediciones de referencia y calibración del sistema por la mayoría de los fabricantes de glucómetros durante los últimos 30 años, a pesar de que no existía tal requisito regulatorio. [7] [8] [9] [10] [11]
La adopción de las pruebas de glucosa en el hogar para la diabetes tipo 2 fue más lenta que para la diabetes tipo 1, y una gran proporción de personas con diabetes tipo 2 nunca recibieron instrucciones sobre cómo hacerse pruebas de glucosa en el hogar. [12] Esto se debe principalmente a que las autoridades sanitarias son reacias a asumir el costo de las tiras reactivas y las lancetas.
Las tiras reactivas que cambiaban de color y se podían leer visualmente, sin necesidad de un medidor, se han utilizado ampliamente desde la década de 1980. Tenían la ventaja adicional de que se podían cortar longitudinalmente para ahorrar dinero. Los críticos argumentaron que las tiras reactivas que se leen a simple vista no son tan precisas ni cómodas como las que se hacen con un medidor. El fabricante citó estudios que demuestran que el producto es igual de eficaz a pesar de no dar una respuesta con un decimal, algo que, según ellos, es innecesario para el control del azúcar en sangre. Este debate también se produjo en Alemania, donde "Glucoflex-R" era una tira establecida para la diabetes tipo 2. A medida que la precisión del medidor y la cobertura del seguro mejoraron, perdieron popularidad.
"Glucoflex-R" es una alternativa del fabricante australiano National Diagnostic Products a la tira reactiva BM. Tiene versiones que se pueden utilizar en un medidor o leer visualmente. También se comercializa con la marca Betachek. El 1 de mayo de 2009, el distribuidor británico Ambe Medical Group redujo el precio de su tira reactiva "Glucoflex-R" para el NHS en aproximadamente un 50%. Se esperaba que esto permitiera al NHS ahorrar dinero en tiras y tal vez relajar un poco las restricciones en el suministro. Otra tira de lectura visual de bajo costo pronto estará disponible con receta según fuentes del NHS. [ ¿Cuándo? ]
En la actualidad se utilizan medidores de glucosa especiales para uso hospitalario con múltiples pacientes. Estos proporcionan registros de control de calidad más elaborados. Sus capacidades de procesamiento de datos están diseñadas para transferir los resultados de glucosa a los registros médicos electrónicos y a los sistemas informáticos del laboratorio para fines de facturación.
Hay varias características clave de los medidores de glucosa que pueden diferir de un modelo a otro:
Entre los países que utilizan mmol/L se incluyen Australia, Canadá, China, Croacia, República Checa, Dinamarca, Finlandia, Hong Kong, Hungría, Islandia, Irlanda, Jamaica, Kazajstán, Letonia, Lituania, Malasia, Malta, Países Bajos, Nueva Zelanda, Noruega, Rusia, Eslovaquia, Eslovenia, Sudáfrica, Suecia, Suiza y el Reino Unido. [14] [15]
Entre los países que utilizan mg/dL se incluyen Argelia, Argentina, Austria, Bangladesh, Bélgica, Brasil, Chile, Colombia, Chipre, Ecuador, Egipto, Francia, Georgia, Alemania, Grecia, India, Indonesia, Irán, Israel, Italia, Japón, Jordania, Corea, Líbano, México, Perú, Polonia, Portugal, Corea del Sur, España, Siria, Taiwán, Tailandia, Túnez, Turquía, Emiratos Árabes Unidos, Estados Unidos, Uruguay, Venezuela y Yemen. [14] [15]
El costo de la monitorización de la glucemia en el hogar puede ser considerable debido al costo de las tiras reactivas. En 2006, el costo para los consumidores estadounidenses de cada tira reactiva oscilaba entre 0,35 y 1 dólar estadounidense . Los fabricantes suelen proporcionar medidores sin costo para fomentar el uso de las rentables tiras reactivas. Los diabéticos tipo 1 pueden realizar las pruebas con una frecuencia de entre 4 y 10 veces al día debido a la dinámica del ajuste de la insulina, mientras que los diabéticos tipo 2 suelen realizar las pruebas con menor frecuencia, especialmente cuando la insulina no forma parte del tratamiento. En el Reino Unido, donde el Servicio Nacional de Salud (NHS) en lugar de los pacientes paga los medicamentos, incluidas las tiras reactivas, un estudio de 2015 sobre la relación costo-efectividad comparativa de todas las opciones para la automonitorización de la glucemia financiada por el NHS descubrió una variación considerable en el precio cobrado, que no podía explicarse por la disponibilidad de funciones avanzadas en los medidores. Se estima que se invirtió un total de £12 millones en proporcionar 42 millones de pruebas de autocontrol de glucosa en sangre con sistemas que no cumplían con los estándares de precisión aceptables, y que se podrían lograr ahorros de eficiencia de £23,2 millones por año si el NHS desinvirtiera en tecnologías que brindan menos funcionalidad que las alternativas disponibles, pero a un precio mucho más alto. [18]
En Estados Unidos se encontraron lotes de tiras de prueba falsificadas para algunos medidores, que producían resultados erráticos que no cumplían con las especificaciones de rendimiento del fabricante legítimo. [19]
La búsqueda de una técnica exitosa comenzó alrededor de 1975 y ha continuado hasta el presente sin un producto clínicamente o comercialmente viable. [20] Hasta 1999 [update], solo un producto de este tipo había sido aprobado para la venta por la FDA, basado en una técnica para extraer glucosa eléctricamente a través de la piel intacta, y fue retirado después de un corto tiempo debido a un rendimiento deficiente y daños ocasionales a la piel de los usuarios. [21]
Los sistemas de monitorización continua de la glucosa pueden constar de un sensor desechable que se coloca debajo de la piel, un transmisor conectado al sensor y un lector que recibe y muestra las mediciones. El sensor se puede utilizar durante varios días antes de que sea necesario sustituirlo. Los dispositivos proporcionan mediciones en tiempo real y reducen la necesidad de realizar pruebas de los niveles de glucosa mediante punción digital. Una desventaja es que los medidores no son tan precisos porque leen los niveles de glucosa en el líquido intersticial , que van por detrás de los niveles en la sangre. [22] [23] Los sistemas de monitorización continua de la glucosa en sangre también son relativamente caros.
La precisión de los medidores de glucosa es un tema común de preocupación clínica. Los medidores de glucosa en sangre deben cumplir con los estándares de precisión establecidos por la Organización Internacional de Normalización (ISO). Según la ISO 15197, los medidores de glucosa en sangre deben proporcionar resultados que estén dentro del ±15% de un estándar de laboratorio para concentraciones superiores a 100 mg/dL o dentro de ±15 mg/dL para concentraciones inferiores a 100 mg/dL al menos el 95% del tiempo. [24] Sin embargo, una variedad de factores pueden afectar la precisión de una prueba. Los factores que afectan la precisión de varios medidores incluyen la calibración del medidor, la temperatura ambiente , la presión utilizada para limpiar la tira (si corresponde), el tamaño y la calidad de la muestra de sangre, los altos niveles de ciertas sustancias (como el ácido ascórbico ) en la sangre, el hematocrito , la suciedad en el medidor, la humedad y el envejecimiento de las tiras reactivas. Los modelos varían en su susceptibilidad a estos factores y en su capacidad para prevenir o advertir de resultados inexactos con mensajes de error. La cuadrícula de errores de Clarke ha sido una forma común de analizar y mostrar la precisión de las lecturas relacionadas con las consecuencias de la gestión. Más recientemente, se ha comenzado a utilizar una versión mejorada de la cuadrícula de errores de Clarke: se la conoce como cuadrícula de errores de consenso . Los medidores de glucosa en sangre más antiguos a menudo deben "codificarse" con el lote de tiras reactivas utilizadas; de lo contrario, la precisión del medidor de glucosa en sangre puede verse comprometida debido a la falta de calibración.
La FDA de Estados Unidos ha aprobado un medidor de glucosa no invasivo: el GlucoWatch G2 Biographer, fabricado por Cygnus Inc. El dispositivo fue diseñado para llevarse en la muñeca y utiliza campos eléctricos para extraer líquido corporal para realizar pruebas. El dispositivo no sustituyó al control convencional de la glucosa en sangre. Una de sus limitaciones era que el GlucoWatch no era capaz de lidiar con la transpiración en el lugar de la medición. Es necesario dejar que el sudor se seque antes de poder reanudar la medición. Debido a esta limitación y a otras, el producto ya no se encuentra en el mercado.
La introducción en el mercado de la medición no invasiva de la glucemia mediante métodos de medición espectroscópicos, en el campo del infrarrojo cercano (NIR), mediante dispositivos de medición extracorporales, no ha tenido éxito porque los dispositivos miden el azúcar tisular en los tejidos corporales y no el azúcar en sangre en el líquido sanguíneo. Para determinar la glucemia, por ejemplo, el haz de medición de luz infrarroja tiene que penetrar en el tejido para medir la glucemia.
Actualmente hay tres CGMS (sistema de monitorización continua de glucosa) disponibles. El primero es el Minimed Paradigm RTS de Medtronic con una sonda subcutánea conectada a un pequeño transmisor (aproximadamente del tamaño de una moneda de veinticinco centavos) que envía los niveles de glucosa intersticial a un pequeño receptor del tamaño de un buscapersonas cada cinco minutos. El sistema Dexcom es otro sistema, disponible en dos generaciones diferentes en los EE. UU., el G4 y el G5. (1T 2016). Es una sonda hipodérmica con un pequeño transmisor. El receptor es aproximadamente del tamaño de un teléfono celular y puede funcionar a una distancia de hasta veinte pies del transmisor. El Dexcom G4 transmite por radiofrecuencia y requiere un receptor dedicado. [25] La versión G5 utiliza Bluetooth de baja energía para la transmisión de datos y puede transmitir datos directamente a un teléfono celular compatible. Actualmente, los dispositivos iPhone y Android de Apple se pueden usar como receptor. [26] Aparte de un período de calibración de dos horas, el monitoreo se registra a intervalos de cinco minutos durante hasta 1 semana. El usuario puede configurar las alarmas de glucosa alta y baja. El tercer CGMS disponible es el FreeStyle Navigator de Abbott Laboratories.
Actualmente se está trabajando para desarrollar un sistema de tratamiento integrado con un medidor de glucosa, una bomba de insulina y un controlador de muñeca , así como para integrar el medidor de glucosa y un teléfono celular. Las tiras reactivas son exclusivas y están disponibles únicamente a través del fabricante (no hay disponibilidad de seguros). Estos "Glugophones" se ofrecen actualmente en tres formas: como un dispositivo de seguridad para el iPhone , un paquete adicional para los teléfonos celulares LG modelo UX5000, VX5200 y LX350, así como un paquete adicional para el teléfono celular Motorola Razr. En los EE. UU., esto limita a los proveedores a AT&T y Verizon . Se han probado sistemas similares durante más tiempo en Finlandia. [ cita requerida ]
Los recientes avances en la tecnología de comunicaciones de datos celulares han permitido el desarrollo de medidores de glucosa que integran directamente la capacidad de transmisión de datos celulares, lo que permite al usuario transmitir datos de glucosa al médico y recibir orientación directa del médico en la pantalla del medidor de glucosa. El primer dispositivo de este tipo, de Telcare, Inc., se exhibió en la CTIA International Wireless Expo 2010, [27] donde ganó un premio E-Tech. Luego, este dispositivo se sometió a pruebas clínicas en los EE. UU. y a nivel internacional.
A principios de 2014, Google informó que estaba probando prototipos de lentes de contacto que monitorean los niveles de glucosa y alertan a los usuarios cuando los niveles de glucosa superan ciertos umbrales. [28] [29] [30] Apple ha patentado métodos para determinar los niveles de azúcar en sangre mediante espectroscopia de absorción, así como mediante el análisis del aire exhalado en sus dispositivos electrónicos. [ cita requerida ]
Muchos medidores de glucosa emplean la oxidación de la glucosa a gluconolactona catalizada por la glucosa oxidasa (a veces conocida como GOx). Otros utilizan una reacción similar catalizada por otra enzima , la glucosa deshidrogenasa (GDH). Esta tiene la ventaja de la sensibilidad sobre la glucosa oxidasa, pero es más susceptible a las reacciones de interferencia con otras sustancias. [31]
Los dispositivos de primera generación se basaban en la misma reacción colorimétrica que se sigue utilizando hoy en día en las tiras reactivas de glucosa para orina. Además de la glucosa oxidasa, el kit de prueba contiene un derivado de bencidina , que se oxida a un polímero azul por el peróxido de hidrógeno formado en la reacción de oxidación. La desventaja de este método era que la tira reactiva tenía que revelarse después de un intervalo preciso (la sangre tenía que lavarse) y el medidor tenía que calibrarse con frecuencia.
La mayoría de los glucómetros actuales utilizan un método electroquímico. Las tiras reactivas contienen un capilar que absorbe una cantidad reproducible de sangre. La glucosa en la sangre reacciona con un electrodo enzimático que contiene glucosa oxidasa (o deshidrogenasa). La enzima se reoxida con un exceso de un reactivo mediador, como un ion ferricianuro , un derivado del ferroceno o un complejo de bipiridilo de osmio. El mediador, a su vez, se reoxida mediante una reacción en el electrodo, que genera una corriente eléctrica. Para que el mediador funcione durante largos períodos de tiempo, debe ser estable tanto en estado oxidado como reducido. Esto es para permitir la regeneración continua de la forma oxidada del mediador para el transporte de electrones desde la enzima al sitio activo. Los complejos y polímeros redox de polipiridilo basados en osmio son candidatos atractivos como mediadores debido a su estabilidad en formas oxidadas y reducidas, potencial redox ajustable, facilidad de co-inmovilización y capacidad para funcionar a potenciales bajos. [32] [33]
La carga total que pasa a través del electrodo es proporcional a la cantidad de glucosa en la sangre que ha reaccionado con la enzima. El método coulométrico es una técnica en la que se mide la cantidad total de carga generada por la reacción de oxidación de la glucosa durante un período de tiempo. El método amperométrico es utilizado por algunos medidores y mide la corriente eléctrica generada en un punto específico en el tiempo por la reacción de la glucosa. Esto es análogo a lanzar una pelota y usar la velocidad a la que se desplaza en un punto en el tiempo para estimar la fuerza con la que se lanzó. El método coulométrico puede permitir tiempos de prueba variables, mientras que el tiempo de prueba en un medidor que utiliza el método amperométrico siempre es fijo. Ambos métodos brindan una estimación de la concentración de glucosa en la muestra de sangre inicial.
El mismo principio se utiliza en las tiras reactivas que se han comercializado para la detección de la cetoacidosis diabética (CAD). Estas tiras reactivas utilizan una enzima beta-hidroxibutirato-deshidrogenasa en lugar de una enzima oxidante de la glucosa y se han utilizado para detectar y ayudar a tratar algunas de las complicaciones que pueden resultar de la hiperglucemia prolongada . [34]
Se han probado y patentado sensores de alcohol en sangre que utilizan el mismo enfoque, pero con enzimas alcohol deshidrogenasas, pero aún no se han desarrollado comercialmente con éxito.
Aunque el valor aparente de la medición inmediata de la glucemia puede parecer mayor en el caso de hipoglucemia (nivel bajo de azúcar) que en el de hiperglucemia (nivel alto de azúcar), los medidores han sido menos útiles. Los principales problemas son la precisión y la proporción de resultados falsos positivos y negativos . Una imprecisión de ±15% es un problema menor en el caso de niveles altos de glucosa que en el de niveles bajos. Hay poca diferencia en el manejo de una glucosa de 200 mg/dL en comparación con 260 (es decir, una glucosa "real" de 230 ±15%), pero un margen de error de ±15% en una concentración baja de glucosa genera una mayor ambigüedad con respecto al manejo de la glucosa.
La imprecisión se ve agravada por las probabilidades relativas de falsos positivos y negativos en poblaciones con diabetes y sin ella. Las personas con diabetes tipo 1 suelen tener un rango más amplio de niveles de glucosa y picos de glucosa por encima de lo normal, que a menudo oscilan entre 40 y 500 mg/dl (2,2 a 28 mmol/l), y cuando una lectura de 50 o 70 (2,8 o 3,9 mmol/l) en el medidor se acompaña de sus síntomas hipoglucémicos habituales, hay poca incertidumbre sobre si la lectura representa un "verdadero positivo" y poco daño si es un "falso positivo". Sin embargo, la incidencia de hipoglucemia asintomática, insuficiencia autonómica asociada a la hipoglucemia (HAAF) y respuesta contrarreguladora defectuosa a la hipoglucemia hacen que la necesidad de una mayor fiabilidad a niveles bajos sea particularmente urgente en pacientes con diabetes mellitus tipo 1, mientras que esto rara vez es un problema en la forma más común de la enfermedad, la diabetes mellitus tipo 2.
Por el contrario, las personas que no tienen diabetes pueden tener periódicamente síntomas de hipoglucemia, pero también pueden tener una tasa mucho mayor de falsos positivos en comparación con los verdaderos, y un medidor no es lo suficientemente preciso como para basar un diagnóstico de hipoglucemia. Un medidor puede ser útil ocasionalmente en el monitoreo de tipos graves de hipoglucemia (por ejemplo, hiperinsulinismo congénito ) para garantizar que la glucosa promedio en ayunas se mantenga por encima de 70 mg/dl (3,9 mmol/l).
