Yapay pankreas: diyabet tedavisi için oyun değiştirici?

Tip 1 diyabetin tedavisinde tıbbi yenilikler, buluşla ve yapay bir pankreasın denenmesiyle ileriye doğru büyük bir sıçrama yapar. Bu algoritma tabanlı akıllı telefon cihazı diyabetiklerin yaşamını daha iyi için değiştirebilir mi?

Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezlerine (CDC) göre, 10 Amerikalıdan yaklaşık 1’inde diyabet vardır. Bunlardan yaklaşık% 5’i 1.5 milyon Amerikalıya denk gelen tip 1 diyabet hastalarıdır.

Tip 1 diyabet tedavisi oldukça etkilidir ancak göreceli olarak sıkıntı verici bir çekingenliktir. Hastaların düzenli olarak kan alması, glikoz seviyelerini kontrol etmesi ve uygun miktarda insülin enjekte etmesi gerekmektedir.

Mevcut müdahaleler insan hatası için istenmeyen bir fırsat bırakıyor. Onlar da oldukça nahoş ve rahatsız edici; Daha iyi tedaviler için ava devam ediyor.

Sözün büyük bir gelişme gösterdiği gelişme, sözde yapay pankreastır. Yapay bir pankreas fikri on yıllar boyunca tartışıldı, ancak sadece son zamanlarda potansiyel olarak uygulanabilir bir seçenek haline geldi.

Boris Kovatchev ve ekibinin Virginia Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde tasarladığı bu tıbbi yenilik, milyonlarca hayatı daha iyi bir şekilde değiştirme potansiyeline sahip.

Kovatchev 2006’dan beri böyle bir cihaz üzerinde çalışıyor. Başlangıçta, glukoz seviyelerini izleyebilen ve insülini uygun şekilde uygulayabilen bu kapalı devre sistemi tipi imkansızdı.

Yapay bir pankreas fikrini bilimsel topluluktan kuşkuyla karşıladı, ama şükür ki, Kovatçev devam etmeden devam etti:

“Sadece bunun mümkün olmadığını, ancak bir akıllı telefon üzerinde çalışabileceğini gösteriyoruz.”

Tip 1 diyabet nedir?

İnsülin normalde kanın glikozun kullanıldığı vücut içerisine emilmesini kolaylaştırır. Tip 1 diyabet, pankreas yeterli insülin yapmayı bıraktığında ortaya çıkar.

Tip 2 diyabet genellikle zayıf beslenme ve egzersiz eksikliği gibi yaşam tarzı tercihlerinden kaynaklanır; Bununla birlikte tip 1 diyabet, yaşam tarzı ile ilgili değildir. İnsülin üreten pankreas içindeki beta hücreleri, uygun olmayan bir bağışıklık sistemi yanıtı tarafından saldırıya uğrar ve bu da vücudun ihtiyaçları için yetersiz kalmasına neden olur.

Biyokimyadaki bu yetersizliği telafi etmek için, hastalar sık ​​sık parmaklarını dik etmeli, kan örneği almalı, glikoz seviyelerini ölçmeli ve dengeyi düzeltmek için insülin enjekte etmelidir. Bu düzenli rigmarole, kan glukoz seviyelerini sağlıklı bir aralıkta tutmak için gereklidir.

Rahatsızlık ve rahatsızlıktan başka, insan etkileşimine dayanan her şeyde olduğu gibi, hata olasılığı da vardır. Yükseltilmiş glukoz seviyeleri zamanla böbreklere, sinirlere, gözlere ve kan damarlarına zarar verebilir. Spektrumun diğer ucunda, düşük glukoz veya “hipos”, aşırı durumlarda koma veya ölüme yol açabilir.

Kullanıcı hatası olasılığını ortadan kaldırmak için herhangi bir şey bariz bir fayda sağlayacaktır.

Yapay pankreas nasıl çalışır?

Kovatchev’in diyabetdeki kan şekerinin kapalı döngü kontrolü olarak da anılan yapay pankreası, kendiliğinden ilaç tedavisi için gerekli olan insan etkileşiminin çoğunu ortadan kaldırmaktadır.

Sistemin merkezi merkezi, yeniden yapılandırılmış bir akıllı telefon üzerinde çalışan InControl adlı bir platform kullanır. Bu el cihazı, bir kan şekeri monitörüne, bir insülin pompasına ve bir uzaktan izleme alanına kablosuz olarak bağlanır. Kan şekeri monitörü, her 5 dakikada bir kandaki glukoz seviyelerini alır ve okumaları InControl cihazına iletir.

Cihaz, algoritmalar tarafından kontrol edilir ve hastanın bir damla kanı dökmek zorunda kalmadan ince bir iğne yoluyla doğru miktarda insülini idare eder.

Algoritmalar, gerçek inovasyonun geldiği yerlerdir. İkinci olarak, ne kadar insülinin gerekli olduğunu tahmin etmek için tasarlanmıştır. Teknolojinin, herhangi bir anda belirli bir anda kan seviyelerine kolayca tepki vermesi yeterli değildir; glikoz dikenlerini önceden tahmin etmek, değişiklikleri önlemek ve bireyin insülin duyarlılığına uyum sağlamalıdır. Bu hiç de feat değil.

İnsan pankreasları bu hesaplamaları kolaylıkla yapabilir, ancak pankreas olarak yetenekli bir şey tasarlamak gerçekten zor bir iştir.

Algoritmalar hakkında sorulduğunda Kovatçev şöyle söyledi:

“Algoritmalar, kan şekeri dalgalanmalarının modellerini tanımak ve hastanın kan şekerinin nereye gittiğini tahmin etmek için sürekli glukoz izlemesinden, insülin verilmesinden ve muhtemelen diğer mevcut sinyallerden veri kullanan insan metabolik sisteminin bir modeline dayanmaktadır. .

Daha sonra algoritma, öngörülen glikoz değerlerine dayanarak insülin verir. Hipogliseminin öngörülmesine ve hafifletilmesine özel bir önem verilmektedir – ayrı bir algoritma (buna Güvenlik Denetim Sistemi diyoruz) bunun için özel olarak ayarlanmıştır ve bu görevde oldukça iyidir. ”

Güvenlik Sisteminin en çok test edilen algoritması olduğunu söyledi; uzun yıllar kullanıldı.

Kovatchev ayrıca yapay pankreasın aşağıdaki videoda nasıl çalıştığını da açıklıyor:

Çığır açan organın yargılanması

Ulusal Diyabet ve Sindirim ve Böbrek Hastalıkları Enstitüsü bu hayati araştırmayı 12,6 milyon dolarlık bir zora bağlamaktadır.

Yapay pankreas, ABD ve Avrupa’daki dokuz noktada son denemelerine başladı. Birinci faz için, tip 1 diyabetli 240 hasta 6 ay boyunca sistemi yargılayacak. İkinci çalışma denemesi, ilk fazdaki sistemi daha sonraki 6 ay boyunca kullanan 180 hastayı görecektir.

VA Charlottesville, VA’daki TypeZero Technologies ile birlikte tasarlanan sistem, standart bir insülin pompası ile iki ana kritere göre karşılaştırılacaktır: kan şekeri seviyelerinin ne kadar iyi yönetildiği ve hipoglisemi veya düşük kan şekeri riskinin azaltılıp azaltılmadığı.

Kovatchev, yapay pankreas için amaçlarını açıklıyor:

“Diyabet için optimal bir tedavi olarak sonuçta başarılı olmak için, yapay pankreasın, hastanın doğal ortamında uzun süreli önemli araştırmalarda güvenliğini ve etkinliğini kanıtlaması gerekir.

En önemli amacımız yeni bir diyabet tedavi paradigması oluşturmaktır: yapay pankreas tek işlevli bir cihaz değildir; Dijital tedavi ekosisteminde hastayı çevreleyen uyarlanabilir, giyilebilir bir ağdır. “

Ufukta daha fazla gelişme

Bu yenilik milyonlarca insan için çok büyük ve pozitif bir fark yaratıyor. İnsülin düzeylerini manuel olarak kontrol etme yükünü hafifleterek tip 1 diyabetiklerin yaşamlarını iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Ek olarak, algoritmalar sayesinde yapay pankreas kan şekerini daha fizyolojik olarak normal seviyelerde tutmalıdır.

Tabii ki, her tıbbi avans, onu amaçlayan yeni ufuklar getiriyor. Kovatchev’den, yapay pankreası daha ileride yapmak istediği herhangi bir uyarlamanın veya geliştirmenin olup olmadığını sordu:

“Çok sinyalli ve çok hormonlu sistemler, kalp atış hızı veya hareket algılama ve amylin gibi ek hormonlar gibi ek sinyaller kullanmak için araştırılıyor. Teknolojinin bu doğrultuda gelişeceğini düşünüyoruz.”

Kovatchev ve işbirlikçiler, yapay pankreas içindeki diğer hormonların kullanımını zaten biliyorlar; Ekibi ayrıca sistemin sadece günün belirli saatlerinde, örneğin geceleri ve / veya yemeklerden sonra takılması gerekip gerekmediğini araştırıyor.

Yapay pankreas, güçten kuvvete gitmek için muhtemel görünüyor. Halen araştırılan diğer teknolojilerle bağlantılı olarak, diyabet yakında aceleci bir geri çekilme geçirecek. yakın zamanda insülin salgılayan hücrelerin diyabetik hastalara transplante olma ihtimaline yönelik araştırmaları kapsamaktadır.