Artificiell pankreas: spelväxlare för diabetesbehandling?


Artificiell pankreas: spelväxlare för diabetesbehandling?

Medicinsk innovation vid behandling av typ 1-diabetes tar ett stort steg framåt med uppfinningen och försöken av en artificiell pankreas. Skulle den här algoritmbaserade smartphoneenheten kunna förändra diabetics liv till det bättre?

Behandlingen av typ 1-diabetes kan ändras för alltid av den artificiella bukspottkörteln.

Bildkredit: UVA Health

Enligt Centers for Disease Control and Prevention (CDC) har nästan 1 av 10 amerikaner diabetes. Av dessa är ungefär 5% typ 1 diabetiker, vilket motsvarar 1,5 miljoner amerikaner.

Behandling för typ 1-diabetes är mycket effektiv men är en relativt besvärlig prövning. Patienterna behöver regelbundet dra blod, kontrollera glukosnivåerna och injicera lämplig mängd insulin.

Nuvarande insatser lämnar oönskade möjligheter till mänskligt fel. De är också ganska obehagliga och obekväma; Jakten på bättre behandlingar pågår.

En sådan förbättring som visar ett stort löfte är den så kallade artificiella bukspottkörteln. Idén om en artificiell bukspottkörtel har diskuterats i årtionden, men det är bara mycket nyligen att det har blivit ett potentiellt genomförbart alternativ.

Designad av Boris Kovatchev och hans team vid University of Virginia School of Medicine, har denna medicinska innovation potential att förändra miljontals liv till det bättre.

Kovatchev har arbetat på en sådan apparat sedan 2006. I början var det troligt att denna typ av system med sluten slinga som kunde övervaka glukosnivåer och administrera insulin på ett lämpligt sätt var omöjligt.

Idén om en artificiell pankreas möttes med skepticism från det vetenskapliga samfundet, men tack och lov fortsatte Kovatchev oförskämd:

"Vi visar att det inte bara är möjligt, men det kan köras på en smartphone."

Vad är typ 1-diabetes?

Insulin underlättar normalt absorptionen av glukos från blodet till kroppen där den används. Typ 1-diabetes inträffar när bukspottkörteln slutar att göra tillräckligt med insulin.

Typ 2-diabetes orsakas oftast av livsstilsval, såsom dålig kost och brist på motion; Typ 1-diabetes är emellertid inte relaterad till livsstil. Betacellerna i bukspottkörteln som tillverkar insulin attackeras av ett olämpligt immunsvar, vilket gör dem otillräckliga för kroppens behov.

För att kompensera för detta brist på biokemi måste patienterna ofta pricka sina fingrar, ta ett blodprov, mäta glukosnivåer och injicera sig med insulin för att återställa balansen. Denna regelbundna rigmarol är nödvändig för att hålla blodsockernivån inom ett hälsosamt område.

Bortsett från besvär och obehag, som med allt som är beroende av mänsklig interaktion, finns det risk för fel. Höjda glukosnivåer kan med tiden skada njurarna, nerverna, ögonen och blodkärlen. Vid den andra änden av spektret kan låg glukos eller "hypos" under extrema förhållanden leda till koma eller dödsfall.

Allt för att ta bort möjligheten till användarfel kommer att vara uppenbart till nytta.

Hur den artificiella bukspottkörteln fungerar

Kovatchevs artificiella bukspottkörtel, även kallad sluten slingkontroll av blodsocker i diabetes, tar bort mycket av den mänskliga interaktionen som för närvarande är nödvändig vid självmedicinering.

Systemets centrala nav använder en plattform som heter InControl som körs på en omkonfigurerad smartphone. Den här handhållna enheten är trådlös kopplad till en blodsockermonitor, en insulinpump och en fjärrövervakningsplats. Blodsockermätaren tar blodsockernivåerna i blodet var 5: e minut och levererar avläsningarna till InControl-enheten.

Enheten styrs av algoritmer och administrerar den korrekta mängden insulin genom en fin nål utan att patienten måste skölja till och med en bloddroppe.

Algoritmerna är där den verkliga innovationen kommer in. De är utformade för att andra gissa hur mycket insulin som sannolikt kommer att behövas. Det räcker inte för tekniken att helt enkelt reagera på blodnivåer vid något visst tillfälle, det måste förutsäga glukosspikar, förhindra förändringar och anpassa sig till individens insulinkänslighet. Det här är ingen medelhög prestation.

Den mänskliga bukspottkörteln kan göra dessa beräkningar med lätthet, men att utforma något så skickligt som bukspottkörteln är en svår uppgift faktiskt.

När frågade om algoritmerna berättade Kovatchev Medical-Diag.com :

Algoritmerna är baserade på en modell av det mänskliga metaboliska systemet som använder data från kontinuerlig glukosövervakning, tidigare insulinavgivning och eventuellt andra tillgängliga signaler, för att känna igen mönster av blodsockerfluktuationer och förutse var blodsockret hos patienten är på väg.

Då algoritmen levererar insulin baserat på förutsagda glukosvärden. Särskild uppmärksamhet ägnas åt förutsägelse och lindring av hypoglykemi - en separat algoritm (vi kallar det Safety Supervision System) är speciellt anpassad för det, och det är ganska bra för den här uppgiften."

Han berättade för säkerhetssystemet är deras mest testade algoritm; Den har använts i många år.

Kovatchev förklarar vidare hur den artificiella bukspottkörteln fungerar i videon nedan:

Trialing det banbrytande organet

Det nationella institutet för diabetes och matsmältningssjukdomar och njursjukdomar stöder denna vitala forskning till ett belopp av 12,6 miljoner dollar.

Den artificiella bukspottkörteln har börjat sin slutprov på nio platser i hela USA och Europa. För första fasen kommer 240 patienter med typ 1-diabetes att prova systemet i 6 månader. Den andra försöksprocessen kommer att se 180 patienter från första fasen som bär systemet i ytterligare 6 månader.

Utformad tillsammans med TypeZero Technologies i Charlottesville, VA, jämförs systemet med en standard insulinpump mot två viktiga kriterier: hur väl blodsockernivån hanteras och huruvida risken för hypoglykemi eller lågt blodsocker minskar.

Kovatchev förklarar hans mål för den artificiella bukspottkörteln:

För att vara framgångsrik som en optimal behandling för diabetes, måste den artificiella bukspottkörteln bevisa sin säkerhet och effektivitet vid långsiktiga pivotala försök i patientens naturliga miljö.

Vårt främsta mål är att skapa ett nytt diabetesbehandlingsparadigm: den artificiella bukspottkörteln är inte en enda funktionenhet; Det är ett anpassningsbart, bärbart nätverk som omger patienten i ett digitalt behandlingsekosystem."

Ytterligare förbättringar i horisonten

Denna innovation ser ut som en stor och positiv skillnad för miljontals människor. Det syftar till att förbättra livslängden hos typ 1 diabetiker genom att lätta på byrån för att kontrollera insulinnivåerna manuellt. Dessutom, tack vare algoritmerna, bör den artificiella bukspottkörteln hålla blodsockern vid mer fysiologiskt normala nivåer.

Självklart tar varje medicinsk förskott med sig en ny uppsättning horisonter att sikta på. MNY Frågade Kovatchev om det finns några anpassningar eller förbättringar som han skulle vilja göra till den artificiella bukspottkörteln längre ner i linjen:

Multi-signal och multi-hormonsystem undersöks för att använda ytterligare signaler som hjärtfrekvens eller rörelseavkänning och ytterligare hormoner som amylin. Vi tror att tekniken kommer att utvecklas i dessa riktningar."

Kovatchev och medarbetare ljuder redan användningen av andra hormoner inom den artificiella bukspottkörteln. Hans team undersöker också huruvida systemet kanske bara behöver bäras vid vissa tider på dagen, till exempel på natten och / eller efter måltiderna.

Den artificiella bukspottkörteln ser sannolikt ut att gå från styrka till styrka. I samband med andra tekniker som för närvarande undersöks kommer diabetes snart att slå ett snabbt tillbakadragande. Medical-Diag.com Nyligen täckt forskning om möjligheten att transplantera insulinutsöndrande celler till diabetespatienter.

FDA Approves First 'Artificial Pancreas' for Diabetes (Video Medicinsk Och Professionell 2019).

Avsnitt Frågor På Medicin: Medicinsk praktik