Apple Muốn Phát Triển Một Thiết Bị Đo Đường Huyết Không Xâm Lấn

Khoảng đầu tháng 06/2017, xuất hiện khá nhiều thông tin cho biết Apple đang phát triển một thiết bị đeo có thể theo dõi lượng đường trong máu liên tục mà hoàn toàn không gây xâm lấn. Đối với những người mắc bệnh tiểu đường, đây được coi là sự cải tiến mạnh mẽ so với các thiết bị đo đường huyết hiện hành, vốn gây khó chịu, đau đớn và nhiều rủi ro.

Sáng tạo và dẫn đầu luôn là điều mà nhiều người nghĩ về Apple. Theo các chuyên gia, nếu thông tin là đúng, Apple đang quyết định tham gia chiến trường khốc liệt liên quan giữa khoa học, công nghệ và chăm sóc sức khỏe. Mà trong nhiều năm, tất cả các công ty khác bao gồm cả Google đã đều thất bại.

Một thiết bị đo được đường huyết không xâm lấn cũng không phải điều quá bất ngờ. Tiềm năng của thị trường là rất lớn. Ở Mỹ, hiện có khoảng 30 triệu người mắc tiểu đường. Mức đường, hoặc chính xác hơn là glucose trong máu cao hơn bình thường khiến bệnh nhân luôn phải đối mặt với nhiều biến chứng nguy hiểm. Một thiết bị theo dõi đường huyết liên tục sẽ là rất hữu ích. Người bệnh tiểu đường có thể quản lý tốt nhất tình trạng của mình, theo dõi những chỉ số để điều chỉnh loại thực phẩm hoặc tiêm hooc-môn insulin khi cần thiết.

Nhưng thiết bị đo đường trong máu hiện nay vốn đem lại rất nhiều khó chịu. Người bệnh tiểu đường phải dùng kim chích vào đầu ngón tay để lấy máu, đường huyết được đo chỉ tính tại thời điểm đo. Cũng có những thiết bị theo dõi được đường huyết liên tục, nhưng nó chỉ được thực hiện khi có một đường ống được đâm vào và gài lại sâu trong da bệnh nhân. Thiết bị sẽ đo mức glucose bên trong dịch lỏng giữa các tế bào.

Tất cả các phương pháp đều đòi hỏi sự xâm lấn, dù ở mức độ nhẹ. Nên sự xuất hiện của một thiết bị theo dõi đường huyết liên tục mà không xâm lấn sẽ là một tiến bộ rất lớn. Trước Apple cũng đã có nhiều nhà sản xuất theo đuổi ý tưởng một thiết bị như vậy. Google từng muốn phát triển một tròng kính thông minh, có khả năng theo dõi đường huyết thông qua nước mắt. Nhưng dự án đã im lặng từ năm 2014. Đơn vị làm nhiệm vụ phát triển tròng kính thông minh dưới sự hợp tác giữa Google và công ty công nghệ y tế Novartis, Thụy Sĩ. Khi trả lời phỏng vấn về tiến độ của dự án, người đại diện Novartis cho biết đang hướng đến một thử nghiệm lâm sàng lớn trong tương lai gần, nhưng không tiết lộ cụ thể khi nào.

Mark Rice, chuyên gia về tiểu đường từ Đại học Vanderbilt cho biết: “Đó là một vấn đề vô cùng khó khăn. Công ty nào cũng đã từng nghĩ rằng mình có công nghệ để tạo ra một thiết bị đo đường huyết không gây xâm lấn. Và tất cả đều đã thất bại”. Một số rào cản có thể kể đến bao gồm:

Glucose là một phân tử khó nắm bắt:

Vấn đề đầu tiên, dù có thể xác định một người có mức đường huyết cao, nhưng bản thân nồng độ này chỉ cao hơn mức bình thường. Trong khi đó, glucose trôi nổi trong máu ở nồng độ rất thấp và khó có thể bắt được bởi các cảm biến và mũi dò. Ngoài ra, glucose là một phân tử khá nhạt nhòa, không màu, nhỏ và không có nhiều đặc điểm nổi bật để dễ dàng tìm thấy. Ngay cả những xét nghiệm glucose hiện nay cũng cần sử dụng phản ứng hóa học để biến glucose thành một phẩn tử dễ phát hiện hơn. Phản ứng sinh ra những phân tử có màu sắc hoặc có khả năng dẫn điện.

Phương pháp phát hiện và đo lường glucose máu đã được phát triển từ những năm 1970, trong các phòng thí nghiệm.  Đến năm 2017, mọi người đã có thể đo glucose ở nhà bằng một máy đo cầm tay. Dù thế nào, bệnh nhân cũng phải trích máu của mình ra bên ngoài. Xét nghiệm máu sẽ rút một lượng máu lớn, còn đơn giản nhất là bấm ngón tay vào một cây kim trong máy đo cầm tay và lấy máu nhỏ lên que thử cũng sẽ gây ít nhiều khó chịu.

Một thiết bị đo đường huyết liên tục được đánh giá là hiện đại nhất hiện nay, nó vẫn đòi hỏi cắm một ống vào dưới da. Mức đường huyết được cập nhật theo mỗi vài phút và kết quả đó được gửi đến điện thoại hoặc các thiết bị thông minh khác như Apple Watch. Mỗi lần cắm ống vào da, người sử dụng vẫn phải chích ngón tay để lấy máu hiệu chỉnh cho thiết bị. Sự chính xác của các phép đo tại nhà đều không được đảm bảo. Các que thử glucose có thể cho kết quả sai nếu không được bảo quản tốt. Trong thời gian sử dụng thuốc, chẳng hạn như Tylenol, có thể ảnh hưởng đến phản ứng hóa học phát hiện glucose. Vi khuẩn và nhiễm trùng là mối lo lớn trong thiết bị theo dõi đường huyết liên tục có ống xuyên da.

Hậu quả của bất kể một trường hợp nào phía trên đều có thể ở mức cao nhất. Đo đạc sai sẽ khiến người bệnh không quản lý được đường huyết, biến chứng có thể dẫn đến hôn mê hoặc tử vong.

Đo đường huyết không xâm lấn thực sự rất khó

Đề cập đến tròng mắt thông minh của Google, nó có khả năng giữ lại phân tử đường để đo đạc. Khi lượng đường trong máu của người bệnh lên quá cao, glucose sẽ chảy qua tuyến lệ và nước mắt. Nó cũng sẽ xuất hiện cả ở trong nước bọt, mồ hôi và nước tiểu. Ngược lại, khi lượng đường trong máu giảm, cơ thể sẽ giữ gìn nó như một nguồn nhiên liệu quý giá, không cho glucose tràn vào các dịch lỏng khác. Cả hai chiều của cơ chế đều là tiền đề cho phép phát triển những thiết bị đo đường huyết không xuyên da và không xâm lấn.

Đầu năm 2000, FDA từng cấp phép cho một thiết bị có tên GlucoWatch, dùng một dòng điện nhỏ để hút các phân tử glucose qua da, không gây xâm lấn nhưng đường huyết phải được đo bằng một cảm biến dính chặt vào da. Điều này là một nhược điểm lớn. GlucoWatch gây phát ban cho 80% những người sử dụng ở nơi cảm biến được ép chặt. Những người có lông tay không thể sử dụng thiết bị, phải cạo đi để đặt cảm biến.

GlucoWatch không hoạt động khi người dùng đổ mồ hôi. Đây là một nhược điểm lớn, vì những lúc người bệnh tiểu đường đổ mồ hôi, đó là lúc họ cần theo dõi đường huyết một cách chặt chẽ nhất. Cuối cùng, GlucoWatch biến mất khỏi thị trường.

Liệu sẽ xuất hiện một thiết bị đo đường huyết không xâm lấn?

Về mặt kỹ thuật, điều này là có thể xảy ra. Nhưng hiện vẫn còn rất nhiều khó khăn, chưa có một thiết bị đo đường huyết không xâm lấn nào được cấp phép bởi FDA. 2 kỹ thuật chính được coi là hứa hẹn hiện nay bao gồm:

Đặt một máy theo dõi sự thay đổi trên da. Nếu ăn nhiều đường, da sẽ ấm hơn và sáng hơn. Cảm biến ngoài da có thể ghi nhận được những dao động và biến nó thành thông số. Nhưng vấn đề là ngoài đường ra, các phân tử khác cũng có khả năng làm da ấm và sáng lên. Còn cách thứ hai là đo lượng glucose bằng cách chiếu một tia sáng hồng ngoại xuyên qua một miền da mỏng, chẳng hạn như mang tai. Glucose sẽ phản xạ lại ánh sáng và cảm biến có thể thu nhận hiệu ứng này ở phía mang tai bên kia để tính toán lượng đường. Mark Rice cho biết: “Có hàng nghìn đơn xin cấp bằng sáng chế cho các thiết bị làm việc theo phương pháp mới. Trong đó có một số thiết bị là của tôi”. Nhưng phương pháp mới cũng có vấn đề, tín hiệu cũng có thể bị làm nhiễu bởi các phân tử không phải glucose. Và mọi người không thể đeo một vòng tay ở mang tai được.

Sự phức tạp của cơ chế

Quay lại với thông tin Apple sẽ biến một thiết bị đo đường huyết không xâm lấn thành hiện thực, cần phải xem xét những cơ chế trước khi nó có mặt được trên thị trường. Brad Bonnette, nhà đánh giá thiết bị y tế tại Viện ECRI cho biết: “Có rất nhiều khác biệt giữa một nhà sản xuất thiết bị y tế và sản phẩm tiêu dùng”. Một thiết bị đo đường huyết không xâm lấn vẫn cần được phê chuẩn của FDA. Trong trường hợp này, nó có thể được xếp vào hạng mục thiết bị y tế loại III – các sản phẩm không giống với bất kể một sản phẩm nào khác trên thị trường và quá trình xin cấp phép sẽ mất nhiều năm trời.

Sau khi một thiết bị đã được phê duyệt, thách thức vẫn chưa dừng lại. Thiết bị đầu tiên đo được đường huyết liên tục và không xâm lấn sẽ chỉ được dùng với toa kê của bác sĩ. Vấn đề tiếp tục nảy sinh là Apple sẽ cần phải thuyết phục được sự tham gia của công ty bảo hiểm, chứng minh rằng đó là việc đáng giá. Apple, hay bất kể một công ty nào khác có tham vọng làm ra một thiết bị đo đường huyết không xâm lấn, sẽ phải nhìn lại bài học của GlucoWatch. Một thiết bị có thể sẽ giúp các công ty kiếm tiền, nhưng vẫn còn đó các rào cản trước mắt.