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糖尿病患者に朗報!?グラフェンを使った血糖値測定と薬の投与を行なう一体型アームバンド

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■糖尿病患者に朗報!?グラフェンを使った血糖値測定と薬の投与を行なう一体型アームバンド

Graphene_patches

参考画像:Graphene patches: to treat diabetes, goodbye to needles.|YouTubeスクリーンショット

これですか? これ血糖値を計って自動で薬を注射してくれるウェアラブルですけどなにか

(2016/4/14、ギズモード)

中央にキラリと光る金とグラフェン製の回路は、水素イオン指数(pH)、温度、そして血糖値を計ってくれる優れもの。しかも必要に応じて薬を注射までしてくれます。

韓国の基礎科学研究院の研究者たちが糖尿病患者のためにデザインしたそうで、デバイスはユーザーの汗をモニターするとのこと。

韓国の基礎科学研究院の研究者たちが糖尿病患者のためにデザインしたのは、ユーザーの汗をモニターして、血糖値を測定し、血糖値が下がってきている場合には、極小の針で薬を注射するという血糖値の測定と薬の投与の一体型デバイスです。

以前、生体工学で健康管理|緑内障を調べるスマ―ト・コンタクトレンズという記事で、定期的にインシュリンを注射しなければならない糖尿病患者の皮膚に超薄型で伸縮自在の電子装置を貼り付け、自動的に注射できるような仕組みというアイデアを考えてみましたが、そのアイデアに近いものが現実化しました。

糖尿病患者の治療継続は半数にとどまるによれば、治療に伴う経済的な負担や治療継続へのストレスから治療を続けていくことができないようですが、インスリン治療を手軽で、こうしたウェアラブルデバイスによって、糖尿病治療が変わるかもしれません。

→ 糖尿病の症状・初期症状 について詳しくはこちら

→ 血糖値とは|血糖値を下げる食品・正常値・空腹時血糖値・食後血糖値 について詳しくはこちら







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肝臓に蓄積した脂肪が多いほど、他の臓器におけるインスリン抵抗性が強い!?|金沢大学

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■肝臓に蓄積した脂肪が多いほど、他の臓器におけるインスリン抵抗性が強い!?|金沢大学

Project 365 #144: 240511 She's Such A WAG

by Pete(画像:Creative Commons)

肝臓脂肪がメタボ招く 金大教授ら関連性確認

(2014/3/22、北國新聞社)

金大医薬保健研究域の篁(たかむら)俊成教授と金子周一教授らの研究グループは21日までに、肝臓に付いた脂肪が、血糖値を下げるインスリンの働きを、筋肉など肝臓以外の部位でも妨げることを確認した。肝臓と全身をつなぐ何らかのネットワークが存在すると考えられ、そのメカニズムを解明できれば、糖尿病やメタボリック症候群(メタボ)の新たな治療につながることが期待されるという。

今回の研究のポイントは、肝臓に蓄積した脂肪が多いほど、肝臓と離れた場所に存在する骨格筋でインスリン抵抗性が強いということです。

※インスリン抵抗性とは、肝臓や筋肉、脂肪などでのインスリンの働きが低下する状態で、インスリン抵抗性が強いと、糖尿病脂肪肝メタボリックシンドローム高血圧脂質異常症高脂血症)・動脈硬化を招く原因となります。

逆に、骨格筋に付いた脂肪は、肝臓など他の臓器におけるインスリン抵抗性とは関連していなかった。

骨格筋についた脂肪は他の臓器におけるインスリン抵抗性とは関連しておらず、肝臓に蓄積した脂肪が多いほど他の臓器におけるインスリン抵抗性が強いことから、肝臓と全身をつなぐ何らかのネットワークが存在すると考えられるそうです。

このメカニズムが解明されれば、様々な病気の治療に役立つと考えられます。

■まとめ

肝臓・骨格筋・脂肪組織における臓器ごとの脂肪量とインスリン抵抗性の関係
日本人脂肪肝患者において、肝臓の脂肪量が多いほど、肝臓のインスリン抵抗性が高く、骨格筋のインスリン抵抗性も高かった

参考画像:脂肪肝がメタボ体質の司令塔!?臓器ごとの脂肪化とメタボ体質の関連を解明 (2014/3/21、金沢大学)|スクリーンショット

脂肪肝がメタボ体質の司令塔!?臓器ごとの脂肪化とメタボ体質の関連を解明

(2014/3/21、金沢大学)

1. 肝臓の脂肪蓄積が多いほど,肝臓及び骨格筋のインスリン抵抗性が強い(表 1,図 1)。
2. 骨格筋の脂肪量は,骨格筋,肝臓,脂肪組織,いずれの臓器のインスリン抵抗性とも関連しない(表 1)。
3. 体脂肪量は,脂肪組織のインスリン抵抗性と関連しない(表 1)。

1.肝臓の脂肪量は、肝臓だけでなく、骨格筋のインスリン抵抗性と強く関連する

肝臓に蓄積する脂肪量が多いほど、肝臓および肝臓と離れて存在する骨格筋のインスリン抵抗性が強いそうです。

2.骨格筋についた脂肪は、肝臓などのほかの臓器のインスリン抵抗性と関連しない

3.体脂肪量は、脂肪組織のインスリン抵抗性と関連しない

以上のことから、脂肪肝の悪化は、肝臓だけでなく、全身のインスリン抵抗性の悪化において中心的な役割を果たしており、また肝臓と骨格筋を結ぶ何らかのネットワークの存在があることが考えられます。

肝臓由来ホルモンであるヘパトカインが生活習慣病を作る
肝臓から血液へと流れ出たヘパトカインが全身をめぐって様々な病気の原因となる

参考画像:脂肪肝がメタボ体質の司令塔!?臓器ごとの脂肪化とメタボ体質の関連を解明 (2014/3/21、金沢大学)|スクリーンショット

我々の研究グループは,これまでに同定した二つの肝臓由来分泌タンパク「ヘパトカイン」(※7)が骨格筋のインスリン抵抗性をはじめとする様々な疾患の原因になっているのではないかと考えて研究をすすめています(図 3)。ヒトにおいても,肝臓から分泌されるヘパトカインが骨格筋のインスリン抵抗性の原因となっている可能性があります。

今回の研究ではどのようなメカニズムがあるかはわかっていませんが、研究グループによれば、肝臓から分泌される「ヘパトカイン」が骨格筋のインスリン抵抗性の原因になっている可能性があると考えて研究を進めているそうです。

【追記(2016/12/8)】

血糖値上げる肝臓ホルモン「ヘパトカイン・セレノプロテイン P」発見=糖尿病の新たな治療法に期待|金沢大(2010/11/6)で紹介した金沢大の金子周一教授らの研究チームによれば、
肝臓で作られるホルモンで抗酸化物質セレンを運ぶ役割を持つ「セレノプロテインP」が血糖値を上げ、インスリンによる糖尿病治療を邪魔していることがわかったそうです。







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Siren Care|糖尿病患者の足の炎症や傷害を温度センサーでリアルタイムに見つけるスマートソックス

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【目次】

■Siren Care|糖尿病患者の足の炎症や傷害を温度センサーでリアルタイムに見つけるスマートソックス

SIREN CARE|糖尿病患者の足の炎症や傷害を温度センサーでリアルタイムに見つけるスマートソックス
SIREN CARE|糖尿病患者の足の炎症や傷害を温度センサーでリアルタイムに見つけるスマートソックス

参考画像:Siren Care|スクリーンショット

糖尿病患者の健康状態を常時チェックして警報をスマホに送るSiren Careの“スマートソックス”

(2016/11/26、TechCrunch Japanese)

Sirenのソックスは靴の中敷きよりも皮膚によく密着する。センサーはソックスの生地に織り込まれていて、炎症があるとそれを検出する。その情報はユーザーのスマートフォンにアップロードされ、問題を警報する。

ソックスが異常な高熱を検出すると、そのデータはソックスとアプリとクラウドに保存される。それは足に傷害があるというサインなので、足を調べろという警報がユーザーに送られる。

Siren Careが開発したのは、糖尿病患者が温度センサーで炎症や傷害をリアルタイムで検出するスマートソックス(靴下)です。

糖尿病で足(下肢)切断のリスクが上がる?「足の痛みがない」「足の冷え」に注意!によれば、糖尿病性神経障害になり足の痛みの感覚がなくなると、靴擦れや足の傷ができても気づきにくく、また、細菌の感染への抵抗力が弱くなることによって、足が壊死してしまい、切断にまで至ってしまうことがあります。

スマートソックスが異常な高熱を検出すると、足に障害が起きているサインを送り、感染症や足の切断手術など深刻な事態になるのを防ぐことが期待されます。

→ 糖尿病性神経障害 について詳しくはこちら

siren care
siren care

参考画像:[500 STARTUPS DEMO DAY 2016] BATCH 18, Siren Care|スクリーンショット

Maは曰く、“わが社のSmart Textile(電脳織物)技術は、さまざまなセンサーや電子回路を織り込める。湿度センサー、圧力センサー、光センサー、LED、RFID、MCU、BLEなどなど、何でもシームレスに布地と一体化する”。

センサーや電子回路を布地に織り込む技術があれば、ウェアラブルデバイスをつけるという感覚さえもなくなっていくのではないでしょうか。

糖尿病患者にはこのソックスを履くように促すことにより、そのサインを早く察知することができそうですね!




■伝導性繊維をすべてのファッションアイテムに織り込む時代が来る!?

【追記(2017/1/15)】

Project Jacquard: Making the Jacket

グーグル・Project Jacquardの「衣服ハック」

(2016/1/13、wired)

プーピレフのアイデアの正式名称は「Project Jacquard」(プロジェクト・ジャカード。その名称は伝統的な機械織りの技法にちなんでいる)。その目標は、伝導性繊維を地球上のすべての衣類と布に織り込んで、タッチセンサーや触覚フィードバックなどの機能を、ジーンズからクルマのシート、カーテンに至るまで、あらゆるものに搭載することだ。

「センサーを素材として生地に織り込むことができれば」とプーピレフは言う。「それはエレクトロニクスからの解放を意味する。身の回りにあるベーシックな素材をインタラクティヴにできるのだ」

グーグルの先進技術プロジェクト部門、ATAP(Advanced Technology and Projects)が取り組んでいるのが「Project Jacquard」という伝導性繊維をあらゆるファッションアイテムに搭載できるような技術の開発です。

伝導性繊維をあらゆるファッションアイテムに搭載できるようになるとどうなるでしょうか?

プーピレフはそれが意味することを想像し始める。着替えていることを電話が認識し、蝶ネクタイを結ぶと同時にUberでクルマを呼んでくれたらどうだろう? ランニングシューズを履くと同時に、自動的に運動記録が開始するとしたら? あるいは服の袖を一度軽くスワイプしただけで通話ができ、相手の声も聞こえるとしたら?

いま私たちが使っているスマホやウェアラブルデバイスの操作を服に触れるだけでできるようになるのです。

Introducing Levi’s® Commuter Trucker Jacket with Jacquard by Google

リーバイスはグーグルが開発した繊維「Jacquard(ジャカード)」で制作したジャケット「Levi’s Commuter Trucker Jacket」を発売するそうです。

スマホと連携する袖口部分をまるでスマホを操作するようにタップしたりスワイプすることで、電話やメール、音楽の再生、道案内などの機能を使うことができます。

しかし、伝導性繊維を開発しても問題になるのは、現実の製造工程に組み込めるのかどうかです。

製造の現場に飛び込んだイヴァン・プーピレフはその製造工程の過酷さ(伝導性繊維にとっての)を目の当たりにします。

「飛び出た余分な糸の繊維を除去するために、直火にかけるなどというプロセスすらあった」と彼は言い、その荒々しさに首を振る。「そんなことが行われているとは知らなかったが、それはほんの一例に過ぎない。伸ばして水に漬け、ホットプレスにかけ圧縮する。布の種類によっては金属の爪で引き裂くことすらある。電子部品(を組み込む)とすれば、致命的だ」

製造工程では火にかけたり、水につけたり、圧縮したりするなど電子部品を組み込んだ電導性素材にとっては様々な課題が見つかりましたが、編み込みの技術や製造工程に取り入れる方法について解決していったそうです。

プーピレフは、服の袖を全面液晶ディスプレー化するという自分の夢を笑いつつ、それを本当に実現するのに関心をもつ誰かと協力することの重要性を熱っぽく語った。

脈拍数や血液中の酸素濃度などを表示し、肌に貼れる有機ELディスプレイを開発|東大で紹介した東京大学の染谷隆夫教授らの研究グループは、センサーで検知した脈拍数や血液中の酸素濃度を表示できる、肌にフィットして貼っていることに気付かないほど違和感なく装着できる有機ELディスプレイを開発したそうですので、服の袖を全面液晶ディスプレイ化するのもそう遠くない未来かもしれません。

【追記(2017/1/22)】

独自に開発した電導性のあるインクを使い、生地をワイヤレスな電子回路化するブランド「Loomia」

(2016/10/26、DiFa)

生地に特殊なインクでプリントされた電子回路は、もとのサイズから約2倍も引き伸ばすことが可能。柔軟性と伸縮性をもったスマートファブリックは、テクノロジーを使ったファッションデザインの可能性を大きく広げることになりそうです。

Loomia(ルーミア)」は、電子回路を布地に織り込むのではなく、電導性のあるインクを使って生地を電子回路化しています。

電子回路を布地に織り込む技術なのか、インクを使って布地を電子回路化するのか、それとも全く違った発想のものが出てくるのか、楽しみですね。

■まとめ

心拍などのデータを測定できる新素材を開発しているメーカーもありますので、センサーや電子回路を布地に織り込む技が生かされるようになるのではないでしょうか。

→ 糖尿病の症状・初期症状 について詳しくはこちら

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脱水症状や血糖値が上昇したときに色を変えることによって健康状態をモニタリングできるスマートタトゥーインク開発|ハーバード大学・MIT

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■脱水症状や血糖値が上昇したときに色を変えることによって健康状態をモニタリングできるスマートタトゥーインク開発|ハーバード大学・MIT

脱水症状や血糖値が上昇したときに色を変えることによって健康状態をモニタリングできるスマートタトゥーインク開発|ハーバード大学・MIT
脱水症状や血糖値が上昇したときに色を変えることによって健康状態をモニタリングできるスマートタトゥーインク開発|ハーバード大学・MIT

参考画像:Tattoos as medical condition monitors|YouTubeスクリーンショット

MIT(マサチューセッツ工科大学)のメディアラボでKatia Vegaが率いるハーバード大学医学部の研究者が行なった研究によれば、ハーバード大学で開発された生体感受性インクとタトゥーの技術を組み合わせて、脱水症状が起きた時や、血糖値が上昇したときに、色を変えることによって健康状態をモニタリングできるスマートタトゥーインクを開発しました。

Tattoos as medical condition monitors

健康状態をモニタリングできるウェアラブルデバイスはありますが、欠点として体とシームレスに結合することは難しいことやバッテリー切れの心配があります。

今回開発したインクでは、電源やワイヤレス通信機能が不要であるため、そうした欠点をカバーできます。




■まとめ

健康管理をするためのモニタリングできるウェアラブルデバイスに対して関心が高まっています。

ただし、このウェアラブルデバイスに対して3つの課題があると考えられています。

1.ウェアラブルデバイスは皮膚に常に貼り付けておかないとモニタリングできないが、貼り付けている部分の安全性に問題はないか?

2.バッテリー切れの心配やワイヤレス機器との接続が必要であること

3.健康管理にどう活かせばよいかわからないこと(例:数字で表示されてもどういう意味かわからない)

皮膚貼り付け型ナノメッシュセンサーの開発に成功|1週間貼り続けても炎症反応がない|東大・JST・慶大・理研によれば、心電図や脈拍などの生体データを計測して健康管理に活かすためのウェアラブルデバイスに関心が高まっており、さらに次世代型として薄膜フィルムやゴムシートを用いて皮膚に密着することにより高精度な生体データを計測するための血中酸素濃度計やタッチセンサーアレイ(人の指などが接触する位置情報をセンシングできるデバイス)の開発が進められています。

しかし、医療やスポーツで利用する場合には一週間以上の長期測定が必要であり、フィルムやゴムシート型のデバイスの場合、汗の分泌を阻害するため安全性についての問題がありました。

そこで、東京大学大学院工学系研究科、科学技術振興機構、慶應義塾大学医学部、理化学研究所統合生命医科学研究センター、同研究所染谷薄膜素子研究室、同研究所創発物性科学研究センターの共同研究によれば、1週間皮膚に貼り続けても炎症反応がなく、装着していることを感じないほど超軽量で極薄のナノメッシュ電極の開発に成功したそうです。

また、以前紹介した【肌の上のラボ】汗を分析するデバイスで病気診断|ノースウエスタン大学で紹介したノースウエスタン大学の研究チームが開発した、皮膚に簡単に貼りつけることができる、身体が運動にどのように反応しているかを着用者の汗を測定するマイクロ流体デバイスも今回紹介したタトゥー技術と同じようなアイデアを持っています。

このデバイスを使えば、Glucose(ブドウ糖)、pH(酸性・アルカリ性の度合い)、Lactate(乳酸)、Chloride(塩化物イオン)を分析し、水を飲むタイミングや電解質を補給するタイミングを知らせることができます。

New sweat-monitoring device explained

この汗を分析するプラットフォームは、採血がいらず、電池を必要とせず、スマホなどと接続する必要とせず、その場で健康状態をチェックすることができるというのが大事なポイントです。

ウェアラブルデバイスの弱点ともいえる、つける人にストレスなく、バッテリー切れの心配なく、スマホなどのワイヤレス機器との接続をすることなく、健康状態をチェックできるというポイントがあります。

もう一つのポイントは、色が変わると健康状態が変化していることがわかるというわかりやすさです。

健康管理UXをいかに編集してわかりやすくできるか?|ドラクエにおけるレベルデザインを象徴するアイコン「橋」を参考にしてみよう!では、健康管理をする上で、いかにその情報(言葉、画像、テキスト、動画など)をわかりやすく、受け取りやすい形に編集して、製品やサービスを利用を通じて得られる体験であるUX(ユーザーエクスペリエンス)をよいものにするかが重要だと書きました。

「健康年齢®OCR サービス」|タブレット端末のカメラを健康診断書にかざすだけで体の状態をわかりやすく表示してくれるサービス|JMDC ・キヤノンMJでは、健康診断書にかざすだけで必要な項目を自動的に抽出しOCR解析を行って一覧にし、統計モデルに照らし合わせてわかりやすく表示する技術が開発されているそうです。

また、人間は「感覚追加」を行うことで新しい世界を見ることができるかもしれない!?|デイヴィッド・イーグルマン「人間に新たな感覚を作り出すことは可能か?」よりによれば、例えば、血糖値を計測して、数値で血糖値が〇〇と出たとしても、人によっては生活習慣を改善しようとまでは思わない人もいると考え、血糖値の高さを別の形で表現するとしたら、どうでしょうかと提案しました。

今回のアプローチはインクの色が変わることで体調変化を示すというわかりやすさがありますよね。

スマートウォッチは病気の早期発見に役立つ|正常値とベースライン値の確立が重要|スタンフォード大によれば、現在進行中の研究の重要な要素は、正常値またはベースライン値を確立することなのだそうです。

Verily(元Google X)のProject Baseline studyの目的は、病気のサインを見つけ病気の予防をすること!?で紹介したプロジェクト「Baseline Study」では、尿・血液・唾液・涙といった成分からデータを収集・解析し、健康の基準値(ベースライン)を見つけることで、生体の状態や病態を示す指標「バイオマーカー」を発見し、健康維持や病気の早期発見に役立てることを目指していました。

病気が発症してからではなく、健康な体が病気になりそうなサインを見つけるというアイデアは、東洋医学における「未病」という考え方に近いものです。

人によっては、健康診断などの検査結果で異常がないにもかかわらず、体がだるい、疲れやすい、頭痛、肩こり、めまい、眠れないなどといった体の不調に悩まされた経験もあるのではないでしょうか。

「はっきりとした症状はでていない」「数値には現れないけどなんだか体調がよくない」というときを、健康な体から病気の身体へと向かう途中だと考えるとすれば、その途中で起きる「サイン」に着目して、何らかの対処を行なうことが最も効果的な医療になっていくのではないでしょうか。

そのためにも、病気かそうではないかの「Baseline(ベースライン)」を見つける研究に注目が集まっていると考えられます。

今回のパッと見た目でわかりやすく変化するタトゥーインクのようなものが普及すれば、ベースライン値で体調管理をしていくという考え方が広まっていくかもしれません。







【参考リンク】
続きを読む 脱水症状や血糖値が上昇したときに色を変えることによって健康状態をモニタリングできるスマートタトゥーインク開発|ハーバード大学・MIT

週3回~4回飲酒する人は、全く飲まない人と比べ2型糖尿病になる可能性が低い|デンマーク研究【論文・エビデンス】】

健康・美容チェック > 糖尿病 > 週3回~4回飲酒する人は、全く飲まない人と比べ2型糖尿病になる可能性が低い|デンマーク研究




■週3回から4回飲酒する人は、全く飲まない人と比べ2型糖尿病になる可能性が低い|デンマーク研究

Senecký vínny festival 2017

by Bratislavská župa(画像:Creative Commons)

週数回の飲酒は「糖尿病のリスクを低減」=研究

(2017/7/31、BBC)

欧州糖尿病学会発行の医学誌ダイアベトロジアに掲載された研究結果によると、特に効果が高いと思われるのはワインで、血糖値を抑える手助けになる役割を果たすからではないかと考えられている。

デンマークで行なわれた飲酒の頻度と量について7万人以上を対象にした調査によれば、週3回から4回飲酒する人は、全く飲まない人と比べ2型糖尿病になる可能性が低いことが示唆されたそうです。

適度の飲酒、糖尿病のリスク減らす可能性=研究(2010/5/27)で紹介したオランダ国立公衆衛生環境研究所と同国の複数の科学・医学関連の研究施設が、主に40歳以上の人々がかかる「2型糖尿病」に焦点を当て、成人3万5000人を対象に10年間にわたって実施したところ、健康的な生活に加えて適度の飲酒を続けた人たちは、アルコールを完全に控えた人々と比べて2型糖尿病にかかる割合が40%低かったそうです。

なぜお酒を飲むことにより糖尿病になるリスクが低くなると考えられるのでしょうか?

ワインは特に有益のようだ。というのも、とりわけ赤ワインに入っているポリフェノールが、血糖値を抑える役割を果たすためだ。

ワインに含まれるポリフェノールが血糖値を抑える役割を果たしていると考えられるそうです。

国立がん研究センターの多目的コホート研究によれば、欧米の研究結果では飲酒が2型糖尿病に予防的というものや日本の研究でも1日当たり1合ほど飲むグループでは予防効果が見られたという結果があるそうですが、ただ飲酒とそのほかの病気との関係を考えると、1日1合を超える飲酒は控えた方がよいようです。

飲酒と2型糖尿病の発症について|多目的コホート研究|国立がん研究センター

これまでに欧米から報告された研究結果には、飲酒が2型糖尿病に予防的であるというものもあります。最近日本から発表された別の研究では、お酒を少し(1日当り日本酒換算で1~2合)飲むグループでは予防効果が見られたというもの、やせているグループでは飲酒によってリスクが増えるが、BMIが22-25のグループでは予防的であったというもの、男性では飲酒によってリスクが増したというものがあり、一致していません。







【参考リンク】
続きを読む 週3回~4回飲酒する人は、全く飲まない人と比べ2型糖尿病になる可能性が低い|デンマーク研究【論文・エビデンス】】