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 domiciliaria de glucosa en sangre (HBGM) realizada por personas con diabetes mellitus o hipoglucemia . Una pequeña gota de sangre, obtenida al perforar ligeramente la yema del dedo con una lanceta , se coloca en una tira reactiva desechable que el medidor lee y utiliza 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 mellitus tipo 1 y 2 ha sido lograr niveles de glucosa en sangre más cercanos a los normales durante el mayor tiempo posible, guiado por HBGM varias veces al día. Los beneficios incluyen una reducción en la tasa de aparición y la gravedad de las complicaciones a largo plazo de la hiperglucemia , así como una reducción de las complicaciones de la hipoglucemia a corto plazo y potencialmente mortales .
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 Estadounidense 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 basó en una fina capa de glucosa oxidasa (GOx) sobre un electrodo de oxígeno. Por tanto, la lectura fue 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 biológicas. Por este trabajo se le considera el “padre de los biosensores”, especialmente en lo que respecta a la detección de glucosa en pacientes diabéticos. [2] [3]
Otro de los primeros medidores de glucosa fue el medidor de reflectancia Ames de Anton H. Clemens. Se utilizó en hospitales estadounidenses en la década de 1970. Una aguja en movimiento indicó la glucosa en sangre después de aproximadamente un minuto.
Se demostró que la monitorización casera de la glucosa mejora el control glucémico de la diabetes tipo 1 a finales de los años 1970, y los primeros medidores se comercializaron para uso doméstico alrededor de 1981. Los dos modelos inicialmente dominantes en América del Norte en los años 1980 fueron el glucómetro, introducido en noviembre de 1981, [4] cuya marca es propiedad de Bayer , y el medidor Accu-Chek (de Roche ). En consecuencia, estas marcas 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 "realizar una evacuación intestinal": "La evacuación intestinal de la señora X es 5", etc. BM significa Boehringer Mannheim , ahora parte de Roche, que produce tiras reactivas llamadas "prueba de evacuación intestinal". para uso en un medidor. [5] [6]
En América del Norte, los hospitales se resistieron a la adopción de mediciones de glucosa con medidores para la atención de la diabetes a pacientes hospitalizados durante más de una década. Los gerentes de los laboratorios argumentaron que la precisión superior de una medición de glucosa en el laboratorio superaba la ventaja de la disponibilidad inmediata y hacía que las mediciones de glucosa con medidor fueran inaceptables para el control de la diabetes en pacientes hospitalizados. Los pacientes con diabetes y sus endocrinólogos finalmente lograron convencerlos de que aceptaran. [ cita necesaria ]
Las pruebas de glucosa en el hogar se adoptaron para la diabetes tipo 2 más lentamente que para el tipo 1, y una gran proporción de personas con diabetes tipo 2 nunca han recibido instrucción sobre cómo realizar pruebas de glucosa en el hogar. [7] Esto se debe principalmente a que las autoridades sanitarias son reacias a asumir el coste de las tiras reactivas y lancetas.
Las tiras reactivas que cambiaban de color y podían leerse visualmente, sin necesidad de un medidor, se han utilizado ampliamente desde la década de 1980. Tenían la ventaja añadida de que podían cortarse longitudinalmente para ahorrar dinero. Los críticos argumentaron que las tiras reactivas leídas visualmente no son tan precisas ni tan convenientes como las pruebas con 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 mejoraron la precisión de los medidores y la cobertura del seguro, perdieron popularidad.
"Glucoflex-R" es una alternativa a la tira reactiva BM del fabricante australiano National Diagnostic Products. Tiene versiones que pueden usarse en un medidor o leerse visualmente. También se comercializa bajo la marca Betachek. El 1 de mayo de 2009, el distribuidor británico Ambe Medical Group redujo el precio de su tira reactiva "Glucoflex-R" al NHS en aproximadamente un 50%. Se esperaba que esto permitiera al NHS ahorrar dinero en tiras y tal vez aflojar un poco las restricciones de suministro. Según fuentes del NHS, pronto estará disponible con receta otra tira de lectura visual de bajo costo. [ ¿cuando? ]
Actualmente se utilizan medidores de glucosa especiales para uso hospitalario con múltiples pacientes. Estos proporcionan registros de control de calidad más elaborados. Sus capacidades de manejo de datos están diseñadas para transferir resultados de glucosa a registros médicos electrónicos y a los sistemas informáticos del laboratorio con fines de facturación.
Hay varias características clave de los medidores de glucosa que pueden diferir de un modelo a otro:
Los países que utilizan mmol/L 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 Reino Unido. [9] [10]
Los países que utilizan mg/dL incluyen Argelia, Argentina, Austria, Bangladesh, Bélgica, Brasil, Chile, Colombia, Chipre, Ecuador, Egipto, Francia, Georgia, Alemania, Grecia, India, Indonesia, Irán, Israel, Italia, Japón y 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. [9] [10]
El costo del control de la glucosa en sangre en el hogar puede ser sustancial debido al costo de las tiras reactivas. En 2006, el costo de cada tira de glucosa para los consumidores en Estados Unidos oscilaba entre aproximadamente 0,35 y 1 dólar . Los fabricantes suelen ofrecer medidores sin costo para fomentar el uso de tiras reactivas rentables. Los diabéticos tipo 1 pueden realizar pruebas con una frecuencia de 4 a 10 veces al día debido a la dinámica del ajuste de la insulina, mientras que los diabéticos tipo 2 generalmente realizan pruebas con menos frecuencia, especialmente cuando la insulina no es 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 rentabilidad comparativa de todas las opciones para el autocontrol de la glucosa en sangre financiado por el NHS descubrió una variación considerable en el precio cobrado, que no podía explicarse por la disponibilidad de funciones avanzadas del medidor. Se estimó 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 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 proporcionaban Menos funcionalidad que las alternativas disponibles, pero a un precio mucho más alto. [13]
En Estados Unidos se encontraron lotes de tiras reactivas falsificadas para algunos medidores, que produjeron resultados de prueba erráticos que no cumplen con las especificaciones de rendimiento del fabricante legítimo. [14]
La búsqueda de una técnica exitosa comenzó alrededor de 1975 y ha continuado hasta el presente sin un producto clínica o comercialmente viable. [15] En 1999 [update], la FDA sólo había aprobado la venta de un producto de este tipo, basado en una técnica para extraer glucosa eléctricamente a través de la piel intacta, y fue retirado al poco tiempo debido a su bajo rendimiento y daños ocasionales a la piel. piel de los usuarios. [dieciséis]
Los sistemas de monitorización continua de glucosa pueden consistir en un sensor desechable colocado 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 reemplazarlo. Los dispositivos proporcionan mediciones en tiempo real y reducen la necesidad de realizar pruebas de niveles de glucosa con punción digital. Un inconveniente es que los medidores no son tan precisos porque leen los niveles de glucosa en el líquido intersticial , que está por detrás de los niveles en la sangre. [17] [18] Los sistemas de monitorización continua de 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 ISO 15197, los medidores de glucosa en sangre deben proporcionar resultados que estén dentro de ±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. [19] 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, niveles altos de ciertas sustancias (como el ácido ascórbico ) en la sangre, hematocrito , suciedad en medidor, humedad y envejecimiento de las tiras reactivas. Los modelos varían en su susceptibilidad a estos factores y en su capacidad para prevenir o advertir sobre resultados inexactos con mensajes de error. La Clarke Error Grid 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 utilizado una versión mejorada de Clarke Error Grid: se conoce como Consensus Error Grid . Los medidores de glucosa en sangre más antiguos a menudo necesitan "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 EE. UU. ha aprobado un medidor de glucosa no invasivo: el GlucoWatch G2 Biographer fabricado por Cygnus Inc. El dispositivo fue diseñado para usarse en la muñeca y utilizaba campos eléctricos para extraer fluidos corporales para realizar pruebas. El dispositivo no reemplazó el control convencional de glucosa en sangre. Una limitación fue que el GlucoWatch no podía hacer frente a la transpiración en el lugar de la medición. Se debe dejar que el sudor se seque antes de poder reanudar la medición. Debido a esta limitación y otras, el producto ya no se encuentra en el mercado.
La introducción en el mercado de la medición no invasiva de la glucosa en sangre 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 en los tejidos del cuerpo y no el azúcar en el líquido sanguíneo. . Para determinar la glucosa en sangre, el haz de medición de luz infrarroja, por ejemplo, debe penetrar en el tejido para medir la glucosa en sangre.
Actualmente hay tres CGMS (sistemas 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 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 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 seis metros del transmisor. El Dexcom G4 transmite por radiofrecuencia y requiere un receptor dedicado. [20] 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 utilizar como receptor. [21] Aparte de un período de calibración de dos horas, el monitoreo se registra en 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 hay un esfuerzo por desarrollar un sistema de tratamiento integrado con un medidor de glucosa, una bomba de insulina y un controlador de muñeca , así como un esfuerzo por integrar el medidor de glucosa y un teléfono celular. Las tiras reactivas son patentadas y están disponibles únicamente a través del fabricante (no hay disponibilidad de seguro). Estos "Glugófonos" se ofrecen actualmente en tres formas: como dongle para iPhone , como paquete adicional para teléfonos celulares LG modelos UX5000, VX5200 y LX350, así como como paquete adicional para el teléfono celular Motorola Razr. En EE. UU., esto limita los proveedores a AT&T y Verizon . En Finlandia se llevan probando sistemas similares desde hace más tiempo. [ cita necesaria ]
Los avances recientes en la tecnología de comunicación de datos celulares han permitido el desarrollo de medidores de glucosa que integran directamente la capacidad de transmisión de datos celulares, permitiendo al usuario transmitir datos de glucosa al cuidador médico y recibir orientación directa del cuidador 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, [22] donde ganó un premio E-Tech. Luego, este dispositivo se sometió a pruebas clínicas en los EE. UU. e internacionalmente.
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 cruzan ciertos umbrales. [23] [24] [25] 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 necesaria ]
Muchos medidores de glucosa emplean la oxidación de 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). Tiene la ventaja de ser sensible sobre la glucosa oxidasa, pero es más susceptible a interferir reacciones con otras sustancias. [26]
Los dispositivos de primera generación se basaban en la misma reacción colorimétrica que todavía se utiliza 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 mediante el peróxido de hidrógeno formado en la reacción de oxidación. La desventaja de este método era que la tira reactiva debía revelarse después de un intervalo preciso (la sangre debía lavarse) y el medidor debía calibrarse con frecuencia.
La mayoría de los glucómetros actuales utilizan un método electroquímico. Las tiras reactivas contienen un capilar que aspira 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 de ferroceno o un complejo de osmio-bipiridilo. El mediador, a su vez, se reoxida mediante reacción en el electrodo, lo que genera una corriente eléctrica. Para que el mediador funcione durante períodos de tiempo prolongados, 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 de polipiridil redox a base de osmio son candidatos atractivos como mediadores debido a su estabilidad en formas oxidadas y reducidas, potencial redox sintonizable, facilidad de coinmovilización y capacidad para operar a potenciales bajos. [27] [28]
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 culombimétrico 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. Algunos medidores utilizan el método amperométrico y mide la corriente eléctrica generada en un momento específico por la reacción de la glucosa. Esto es análogo a lanzar una pelota y usar la velocidad a la que viaja en un momento dado para estimar con qué fuerza fue lanzada. El método culombimétrico 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 dan 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 glucosa y se han utilizado para detectar y ayudar a tratar algunas de las complicaciones que pueden resultar de una hiperglucemia prolongada . [29]
Se han probado y patentado sensores de alcohol en sangre que utilizan el mismo enfoque, pero con enzimas alcohol deshidrogenasa, pero aún no se han desarrollado comercialmente con éxito.
Aunque el valor aparente de la medición inmediata de la glucosa en sangre puede parecer mayor para la hipoglucemia (nivel bajo de azúcar) que para la 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 menos problemática para niveles altos de glucosa que para niveles bajos. Hay poca diferencia en el manejo de una glucosa de 200 mg/dL en comparación con 260 (es decir, una glucosa "verdadera" de 230 ± 15%), pero un margen de error de ± 15% en una concentración baja de glucosa genera mayor ambigüedad con respecto a al manejo de la glucosa.
La imprecisión se ve agravada por las probabilidades relativas de falsos positivos y negativos en poblaciones con y sin diabetes. Las personas con diabetes tipo 1 generalmente tienen 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 del medidor de 50 o 70 (2,8 o 3,9 mmol/L) se acompaña de sus síntomas de hipoglucemia habituales, hay poca incertidumbre sobre si la lectura representa un "verdadero positivo" y se produce poco daño si es un "falso positivo". Sin embargo, la incidencia de la falta de conciencia de la hipoglucemia, la insuficiencia autonómica asociada a la hipoglucemia (HAAF) y la respuesta contrarreguladora defectuosa a la hipoglucemia hacen que la necesidad de una mayor confiabilidad en niveles bajos sea particularmente urgente en pacientes con diabetes mellitus tipo 1, mientras que esto rara vez es un problema en los pacientes más forma común de la enfermedad, 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 que verdaderos, y un medidor no es lo suficientemente preciso como para basar un diagnóstico de hipoglucemia. En ocasiones, un medidor puede resultar útil en el seguimiento de tipos graves de hipoglucemia (p. ej., hiperinsulinismo congénito ) para garantizar que el promedio de glucosa en ayunas se mantenga por encima de 70 mg/dL (3,9 mmol/L).
