230 дней, 4 часов, 57 минуты

До всемирного дня диабета!

Ни капли крови: как петербургский стартап «Брейн Бит» изобрел точный атравматический глюкометр

Согласно исследованию NATION, у 24% взрослого населения России — преддиабет, а у 5,4% — сахарный диабет второго типа, причем половина из них (54%) не догадывается о своем заболевании. В мире до сих пор не существует лекарств или терапии, способных излечить диабет. И ключевым фактором в борьбе со смертностью от этого эндокринного заболевания остается мониторинг уровня глюкозы и своевременного впрыскивания инсулина. Но ежедневные проколы кожи вызывают физический дискомфорт и риски инфицирования. Стартап «Брейн Бит» решил эту проблему, создав прототип неинвазивного глюкометра, определяющего уровень глюкозы при помощи простого касания пальцем. «Хайтек» поговорил с основателем компании Эдвардом Крыжановским, физиком из Петербурга, о том, как родилась идея атравматического глюкометра, когда он появится в продаже и сколько стоит разработка инновационного устройства в России.
 
«Брейн Бит» появился в 2014 году как стартап, работающий на стыке медицины и ИТ. Главным направлением компании стала разработка высокотехнологичных приборов, медицинских гаджетов и технологических решений, которые облегчат жизнь людям с хроническими или неизлечимыми заболеваниями. Когда и без того болезнь делает жизнь человека трудной и зависимой от доступности врача, определенных медикаментов или приборов, целью медицины становятся мобильность и избавление от ряда недостатков устройств прошлых поколений, таких как привязка к электрической сети или необходимость присутствия профессионального медика, инвазивный способ применения или невозможность использования гаджета в поездках.
 
Основатель и генеральный директор «Брейн Бита» Эдвард Крыжановский заинтересовался проблемой диабетиков после встречи с медиками на одном из совещаний по его текущей работе — на тот момент он занимался другими проектами на базе инфракрасной спектроскопии. От врачей Крыжановский услышал устрашающую статистику — в России насчитывается около 5 млн заболевших, а во всем мире почти 422 млн людей, страдающих диабетом. Более того, каждое двенадцатилетнее количество диабетиков удваивается. Ежегодно на планете от диабета умирают около 1,6 млн человек, а к 2030 году уже каждая седьмая смерть будет вызвана этим заболеванием. Жизнь диабетикам усложняет и способ контроля за состоянием их здоровья. Чтобы проверить уровень глюкозы в крови, приходится каждый раз прокалывать кожу, что вызывает не только физический дискомфорт, но и опасность инфицирования, а в связи с этим и ограниченность в использовании: вряд ли стоит прокалывать немытый палец на улице.
 
Крыжановский решил, что разработка неинвазивного прибора для больных сахарным диабетом может стать отличным примером того, как физика помогает медицине. Эдвард закончил Большой университет в Петербурге по направлению «Физика элементарных частиц». И еще с момента окончания обучения мечтал продолжить дело Эйнштейна: найти единое начало между фундаментальными взаимодействиями физического мира. Аналогичными исследованиями занимались великие ученые, в том числе и Стивен Хокинг, однако практическая реализация этих теорий — дело далекого будущего. Тогда как решение глобальных проблем, связанных со здоровьем человека, требует практических и конкретных шагов уже сейчас. Эдвард решил, что собственный высокотехнологичный бизнес — оптимальный способ применения своих знаний и опыта. В первую команду «Брейн Бита» вошли несколько ведущих врачей, программистов и инженеров, с большинством из которых Эдвард познакомился еще в годы учебы в СПбГУ. Так появился стартап по созданию неинвазивного и атравматического глюкометра.
 

На грани физики и биологии

 
Еще во время учебы в аспирантуре Эдвард выбрал для своей научной деятельности биофизику. По его словам, это направление позволяет увидеть реальные результаты научных разработок.
 
В конце 90-х годов Крыжановский разработал технологию, умеющую различать синтетические и природные эфирные масла. Метод до сих пор используется в подразделении компании Estée Lauder, специализирующемся на производстве натуральной косметики. Эдварда как перспективного ученого пригласили на стажировку в Миннесоту, США. Но после трехмесячной практики, невзирая на блестящие американские перспективы, Эдвард вернулся в Россию, так как хотел развивать именно отечественную науку.
 
В 2003 году Крыжановский защитил диссертацию, а спустя четыре года вместе со своим другом, тоже выпускником физфака СПбГУ Арменом Григоряном, основал компанию Bioenergy Technologies, которая занималась разработкой комплексов для обучения людей контролю над собственными эмоциями и психическим состоянием. Программно-аппаратное устройство, разработанное Крыжановским и Григоряном, моделировало игровую ситуацию, а испытуемый управлял фигуркой на экране, не применяя мышь, клавиатуру или иное физическое устройство. Воздействие на персонаж осуществлялось только благодаря изменениям в сознании.
 
Крыжановский отвечал за концепцию, математические модели, вычислял алгоритмы, а Григорян писал программные коды и разрабатывал софт. В проекте были задействованы врачи, инженеры и дизайнеры. Одна из методик — нейроинтерфейс на базе ИК-спектроскопии сегодня используется в Институте мозга РАН. Кроме того, инфракрасная спектроскопия — единственный безоперационный способ определить состояние головного мозга в ходе наблюдения за динамикой уровня кислорода в сосудах. Стоимость аппарата в сотни раз ниже, чем установки для МРТ, а спектр решаемых задач сопоставим.
 

Инфракрасная спектроскопия для диагностики рака

 
В медицине инфракрасная спектроскопия используется как инструмент изучения биохимии тканей. ИК-спектроскопия, в частности, чувствительна к структуре и концентрации макромолекул (белков, ДНК) и гораздо менее применима для обнаружения небольших молекул, которые находятся в клетках в низкой концентрации. Изменения в ИК-спектрах биологических материалов свидетельствуют о патологиях, связанных с нарушением биохимического состава образца. Например, раковые изменения часто связаны с присутствием нескольких ядер в клетке. Соответственно, инфракрасная спектроскопия показывает диагностические изменения, связанные с усилением поглощения нуклеиновых кислот.
 
Сбор и интерпретация данных возможны либо классическим методом (изучение интенсивности характеристических полос поглощения по спектрам), либо путем построения пространственных карт интенсивности частот. В последнем случае используется инфракрасный микроскоп, позволяющий снимать спектры последовательно из заданных точек образца, а затем отображать результат в виде трехмерного графика.
 
Преимуществом такого метода исследования является универсальность прибора: для изучения широкого спектра нарушений в различных тканях не требуется серьезной перестройки конфигурации или использования специальных детекторов и реагентов.
 
Почти за 12 лет работы команда Крыжановского из десяти человек разработала шесть медицинских устройств, которые используются более чем в 30 странах, а из 2 тыс. клиентов около 50% — это зарубежные клиники. Средства от продажи технологий позволили компании заниматься наукой и новыми разработками без сторонних инвестиций на начальных этапах.
 
Усовершенствованный прибор управления эмоциями теперь существует в форме гаджета, доступного широким массам. Сам ученый утверждает: научившись управлять эмоциями, человек в стрессовой ситуации способен перейти в расслабленное состояние, не позволив стрессу нарушить работу организма. Осознанное переключение фаз активности мозга позволяет высыпаться гораздо быстрее.
 

Физика в эндокринологии

 
Методов лечения диабета сегодня не существует, врачи лишь дают рекомендации по питанию и назначают препараты для снижения уровня глюкозы крови. Второй тип диабета не требует уколов инсулина, тогда как контроль над заболеванием первого типа осуществляется подкожным впрыскиванием инсулина. Дозировка препарата определяется, исходя из показателей сахара крови. Измерить уровень глюкозы до недавнего времени можно было только инвазивным методом: проколоть кожу, нанести кровь на тест-полоску, получить показания глюкометра. Диабет первого типа требует контроля уровня сахара несколько раз в сутки.
 
Инвазивный метод определения уровня сахара создает физический дискомфорт: болевые ощущения и огрубение подушечки пальцев. Высока вероятность инфицирования. Детям, страдающим диабетом, психологически сложно смириться с необходимостью постоянно испытывать боль от уколов.
 

Комментарии:

jester 20 Mar, 2019
Эх мечты мечты...
Светлана Халмашкеева 25 Mar, 2019
Когда он появится в продаже так и не написали)
Yeva 25 Mar, 2019
Почему же, написали: "Первые приборы появятся в продаже уже к концу 2019 года, после сертификации в Росздравнадзоре"