211service.com
Kunstmatige alvleesklier volgt twee hormonen
Het beheersen van diabetes type 1 is een prestatie van organisatie en controle. Hoe beter een diabetespatiënt de bloedsuikerspiegel onder controle kan houden, hoe kleiner de kans op gezondheidscomplicaties op de lange termijn. Maar zelfs met apparaten zoals geautomatiseerde insulinepompen, die een continue dosis insuline afgeven, moeten diabetici er nog steeds aan denken om een extra dosis insuline toe te voegen bij de maaltijden, en velen brengen elke dag een aanzienlijke hoeveelheid tijd door met hogere of lagere bloedsuikerspiegels. lager dan normaal.
Wetenschappers hebben gewerkt aan de ontwikkeling van een kunstmatig pancreassysteem dat de bloedsuikerspiegels zou controleren en automatisch zou normaliseren, zonder enige menselijke tussenkomst. Een voorlopige klinische proef die deze maand in detail is beschreven Wetenschap Translationele geneeskunde markeert een belangrijke vooruitgang in het creëren van een volledig geautomatiseerd systeem. Het systeem was in staat om de bloedsuikerspiegel onder controle te houden bij een kleine groep diabetespatiënten, zelfs wanneer patiënten koolhydraatrijke maaltijden aten, wat een van de grootste uitdagingen is voor kunstmatige pancreassystemen.
De meeste kunstmatige pancreassystemen die in ontwikkeling zijn, combineren een bloedsuikermeter met een insulinepomp. Het apparaat in deze studie voegt nog een component toe die het hormoon glucagon controleert, dat insuline tegengaat. Glucagon helpt voorkomen dat de bloedsuikerspiegel te laag wordt als er te veel insuline wordt gegeven. Hoewel diabetici nog steeds glucagon produceren, werkt het niet altijd goed.
Ons gevoel is dat glucagon een belangrijke extra veiligheidsmaatregel is, zegt Steven Russell , een endocrinoloog in het Massachusetts General Hospital, die het onderzoek leidde. Russell legt uit dat hypoglykemie een groot probleem kan zijn voor diabetici. Paradoxaal genoeg geldt dat hoe beter diabetici hun bloedsuikerspiegel onder controle hebben, hoe meer risico ze lopen. Hypoglykemie, die optreedt wanneer de bloedsuikerspiegel te laag wordt, kan leiden tot zweten, beven, duizeligheid en verwardheid, en in sommige gevallen kan het levensbedreigend zijn.
De nieuwe studie was voornamelijk bedoeld om een algoritme te testen dat het team ontwikkelde om de hoeveelheid insuline en glucagon te voorspellen die nodig is om de bloedsuikerspiegel normaal te houden. Edward Damiano , een bio-ingenieur aan de Boston University en co-leider van de studie, zegt dat omdat insuline langzaam wordt geabsorbeerd en uit het lichaam wordt verwijderd, het algoritme niet alleen kan reageren op de huidige bloedsuikerspiegel, maar ook moet anticiperen waar het naartoe gaat. Bij elke dosis houdt het de stijgende insuline bij die het heeft gekregen, evenals het verval van eerdere doses, zegt hij.
Het systeem is getest bij 11 volwassenen met diabetes type 1 gedurende 27 uur, waarbij de proefpersonen drie koolhydraatrijke maaltijden aten. In plaats van te vertrouwen op een glucosemeter onder de huid, namen de onderzoekers elke vijf minuten directe bloedsuikermetingen uit het bloed. Software berekende vervolgens de benodigde hoeveelheid insuline en glucagon. Doses werden toegediend door verpleegkundigen.
In de eerste proef hield het systeem de bloedsuikerspiegels normaal voor zes van de proefpersonen, maar de andere vijf ondervonden hypoglykemie die moest worden verholpen door vruchtensap te drinken. De onderzoekers ontdekten dat deze vijf patiënten er veel langer over deden dan verwacht om de insuline die ze kregen te absorberen en te verwijderen. Dus pasten ze de parameters van het systeem aan zodat ze overeenkwamen met een langzamere insulineabsorptie, en testten dezelfde proefpersonen opnieuw. Het systeem was toen in staat om de bloedsuikerspiegels van alle deelnemers onder controle te houden, hoewel de niveaus iets hoger waren bij degenen die in de eerste proef snel insuline hadden opgenomen.
Bruce Buckingham , een pediatrische endocrinoloog aan de Stanford University die niet betrokken was bij het werk, zegt dat het aantonen dat het systeem werkt, zelfs nadat proefpersonen grote maaltijden hebben gegeten, een belangrijke prestatie is. Omgaan met maaltijden is het echte obstakel bij het ontwikkelen van een kunstmatige alvleesklier, zegt hij. Een recent onderzoek van een groep aan de Cambridge University, V.K., testte een soortgelijk systeem, maar alleen 's nachts, wanneer patiënten niet aten. Buckingham zegt dat een andere uitdaging voor de apparaten het verwerken van perioden van lichaamsbeweging zal zijn, waardoor ook de bloedsuikerspiegel fluctueert.
Het team achter het nieuwe apparaat plant een verdere proef met een door de FDA goedgekeurde continue glucosemonitor en een geautomatiseerd systeem voor het toedienen van de twee hormonen. Deze proef zal het systeem met twee hormonen vergelijken met een systeem met alleen insuline, en het zal twee dagen beslaan en een periode van inspanning omvatten.
Aaron Kowalski , directeur van het Artificial Pancreas Project bij de Juvenile Diabetes Research Foundation, die de studie gedeeltelijk financierde, zegt dat het insuline-glucagonsysteem de toekomst van kunstmatige pancreastechnologieën vertegenwoordigt. Ons uiteindelijke doel is om zo dicht mogelijk bij een menselijke fysiologie te komen zonder diabetes, zegt hij. Maar zo'n systeem op de markt brengen zal een uitdaging zijn. Kowalski zegt dat er geen door de FDA goedgekeurde pompen zijn die twee verschillende stoffen leveren, en glucagon wordt momenteel alleen gebruikt in noodgevallen wanneer diabetespatiënten gevaarlijk hypoglycemisch worden - het komt in de vorm van een poeder dat moet worden gereconstitueerd.
Op de kortere termijn gelooft Kowalski dat apparaten voor kunstmatige pancreas met alleen insuline veel eerder beschikbaar zullen komen. In Europa is al een insulinepomp goedgekeurd die automatisch kan uitschakelen wanneer de bloedsuikerspiegel te laag wordt. En het Artificial Pancreas Project werkt mee Animas Corporation , dat glucosemeters maakt, op een systeem dat de bloedsuikerspiegel controleert, maar alleen automatisch insuline toedient wanneer de bloedsuikerspiegel boven of onder een bepaald bereik daalt. Kowalski is van mening dat een dergelijk apparaat, hoewel het de toediening van insuline niet volledig automatiseert, diabetici cruciale gemoedsrust kan bieden.