Le glucomètre et la pompe à insuline

Plus de 10 milliards de test de glycémie sont annuellement faits par des patients diabétiques. Ce nombre excède largement la combinaison de tout autre types d’analyses électrochimiques et biochimiques dans le monde.4 Le 28 juin 1982, Anthony E. Cass, Graham Davis et H. Allen O. Hill dédectèrent efficacement pour la toute première fois du glucose de façon électrochimique et non photométrique.54 L’utilisation d’une électrode modifiée par de la glucose oxidase (enzyme sélective au glucose) et avec l’aide du ferrocène comme médiateur rédox, sont à l’origine de cette détection électrochimique. Par la suite, ces mêmes auteurs associés à d’autres collaborateurs publièrent en 1984 les premiers résultats provenant d’échantillons sangins,55 ce qui s’avèrera être la pierre angulaire de tous autres travaux reliés au développement du glucomètre dans l’avenir. Suite à ces travaux, la compagnie «Genetics International» fondé en 1984 et devenue «MediSense» en 1988,4 a financée les recherches de H. Allen O. Hill et ses collaborateurs pour éventuellement offrir un biocapteur électrochimique pour le glucose à la fin de cette

décennie.54 La révolution de la lecture de la glycémie de façon photométrique vers électrochimique était née.4 En 1994, Ephraim et Adam Heller ont fondé la compagnie «E. Heller and Company» dans les locaux incubatoires de l’Université du Texas à Austin, USA, et dont l’objectif principal était de développer un système de lecture de glycémie en continu qui utiliserait un nouveau système d’enzyme incorporé dans un réseau polymérique. Cependant, le coût de développement de ce dernier système était nettement au-dessus des moyens financiers de la compagnie. Les premiers essais cliniques virent le jour quelques années plus tard, soit en 2001, suite à l’association de la compagnie «TheraSense» avec «E. Heller and Company». En plus d’apporter une aide financière importante, «TheraSense» a pu améliorer leur technologie existante, un biocapteur de glucose requérant seulement 300 nL de sang, soit le huitième d’un repas moyen d’un moustique.4 En 2004, «TheraSense» est devenue une filiale de «Abbott Diabetes Cares» (ADC), qui déjà avait acquit en 1996 «MediSense», pour donner naissance au lecteur de glycémie en continu appelé FreeStyle Navigator. Ce lecteur de glycémie fut introduit sur le marché Européen en 2007 et aux USA en 2008. La Figure 1.8 montre le glucomètre commercial ainsi que le schéma technique du biocapteur de glucose (électrode enzymatique) de la compagnie ADC. La Figure 1.9 présente un ensemble de pompe à insuline et glucomètre ne nécessitant aucune tubulure comparativement au système de la Figure 1.10. Il est possible de voir en a) que la majeure partie du volume de la pompe est occupé par le réservoir ainsi que les piles boutons nécessaires au fonctionnement de la pompe à insuline. En b) un exemple du glucomètre utilisant une bandelette-test de type FreeStyle est présenté. L’avantage de ce système est que l’aiguille est automatiquement insérée de façon sous-cutanée lorsqu’une injection d’insuline est nécessaire (Figure 1.9c). Cependant, le désavantage majeur pour le patient est que la pompe en soit est une composante consommable puisqu’elle doit être changée après une période de 72 heures de fonctionnement.

a) b)

Figure 1. 8 : a) Glucomètre modèle FreeStyle-FREEDOM Lite et b) bandelette-test

FreeStyle.4

a) b) c)

Figure 1. 9 : a) Schéma de la pompe à insuline modèle OmniPod b) glucomètre modèle

FreeStyle Navigator c) schéma montrant l’injection de l’insuline sous- cutanée.56

La thérapie par pompe à insuline est techniquement appelée perfusion continue d’insuline par voie sous-cutanée. Il s’agit d’une méthode d’administration sous-cutanée d’insuline à action rapide perfusée par l’entremise d’une pompe alimentée avec des piles

Bandelette -test

alcalines ou lithium-ion rechargeables. L’insuline est placée dans un réservoir à l’intérieur de la pompe et le taux de perfusion est contrôlé par cette dernière à l’aide d’une tubulure et d’une canule en téflon ou en métal conçues expressément à cet usage.49 L’utilisateur a continuellement sur lui la canule insérée sous la peau, habituellement dans la zone de l’abdomen. En règle générale, le taux de perfusion de base est maintenu en tout temps, mais l’appareil peut être programmé pour faire varier le taux de perfusion au cours de la journée, et le patient peut s’administrer des bolus supplémentaires avant les repas. La Figure 1.10 montre un ensemble d’une pompe à insuline accompagné d’un glucomètre. Les dimensions de la pompe sont semblables à celle d’un téléphone intelligent Blackberry® i.e 82,5 mm x 56 mm x 21 mm. Il est à noter que ce système n’est pas en circuit fermé avec un biocapteur en ligne mesurant le taux de glycémie en temps réel. Cette mesure se fait grâce à une mesure électrochimique suite à l’insertion d’une bandelette (constituée de microélectrodes), sur laquelle un échantillon de sang (0,6 μL) a été déposé préalablement dans le glucomètre. Par la suite, selon la programmation établie, la pompe ajuste la quantité d’insuline injectée.

a) b)

Figure 1. 10 : Photos a) d’une pompe à insuline modèle Accu-Chek Spirit Combo ayant un

réservoir d’une capacité de 3,15 mL ainsi que b) de la télécommande de cette pompe et glucomètre modèle Accu-Chek Performa Combo.57

Les systèmes actuels de traitement par perfusion continue d’insuline par voie sous- cutanée souffrent de plusieurs limitations notamment en ce qui à trait à la miniaturisation de

la pompe à insuline. En effet, l’utilisation d’insuline nécessite un réservoir que le patient puisse manipuler aisément lors de son remplacement. L’autonomie des piles utilisées, quant à elle, peut varier d’un à deux mois dépendamment de l’activité des radio-fréquences de la pompe. Quant au glucomètre, ce dernier est alimenté par deux batteries de type AAA. De plus, étant donné que le patient doit effectuer plusieurs lectures de glycémie quotidiennement (jusqu’à dix par jour), la consommation de bandelettes-test ou pompe jetable peut s’avérer onéreuse à long terme. Ainsi, l’énergie requise pour le fonctionnement de ces deux appareils s’avère un inconvénient dans l’optique où l’usager doit constamment s’assurer de l’état des batteries et les remplacers. L’usage d’une biopile enzymatique comme solution de remplacement aux batteries actuellement utilisées serait un gain économique à long terme ainsi qu’une tranquilité d’esprit pour le patient sans doute appréciée.