Pancreas artificiale impiantabile per il diabete insulino-dipendente
Il diabete insulino-dipendente è una malattia autoimmune in cui il pancreas non è più in grado di secernere insulina. Per milioni di persone, questo si traduce nell’esigenza quotidiana di misurare il glucosio, monitorare il consumo di carboidrati e iniettare insulina. I sistemi ibridi a circuito chiuso hanno migliorato significativamente il controllo glicemico e la qualità della vita attraverso il monitoraggio continuo del glucosio e le pompe di insulina sottocutanee. Tuttavia, la somministrazione sottocutanea è ancora subottimale, perché l’assorbimento dell’insulina è relativamente lento e richiede un’attenta pianificazione dei pasti e interventi frequenti da parte del paziente.
Un sistema per la somministrazione intraperitoneale di insulina
Il progetto FORGETDIABETES(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, propone un approccio terapeutico radicalmente nuovo: un pancreas bionico completamente impiantabile che eroga insulina per via intraperitoneale. «La somministrazione intraperitoneale assomiglia più alla normale fisiologia, perché consente all’insulina di agire e di eliminarsi più rapidamente», spiega Claudio Cobelli, professore emerito di bioingegneria all’Università di Padova e coordinatore del progetto. Il sistema integra tre componenti fondamentali: un sensore di glucosio, un algoritmo di controllo e un microinfusore collegato a un serbatoio interno di insulina. Una novità è l’uso di una capsula di insulina orale(si apre in una nuova finestra) che i pazienti devono ingerire una volta alla settimana. Queste pastiglie viaggiano passivamente lungo il tratto gastrointestinale fino a raggiungere il dispositivo impiantato, dove riempiono il serbatoio. Così facendo, viene ridotto il carico psico-sociale associato alle iniezioni frequenti. Soprattutto, il sistema usa nuovi rivestimenti biocompatibili e immuno-ottimizzati, che garantiscono sicurezza e stabilità a lungo termine. Inoltre, la trasmissione continua dei dati al cloud garantisce la possibilità di gestire la malattia.
Algoritmi adattivi per un controllo preciso del glucosio
Il cuore del sistema è costituito da un algoritmo di controllo avanzato, personalizzato per ogni paziente. Per mantenere la glicemia all’interno dell’intervallo consigliato è necessario un dosaggio preciso dell’insulina, poiché una quantità troppo bassa può portare all’iperglicemia e una quantità eccessiva all’ipoglicemia. L’algoritmo adattivo interpreta continuamente i dati del sensore e regola l’erogazione di conseguenza. Poiché la somministrazione intraperitoneale imita il pancreas naturale(si apre in una nuova finestra), i ricercatori sperano che possa consentire di raggiungere livelli di glucosio più precisi e che permetta una stabilità metabolica migliore. Il dispositivo è progettato per rispondere rapidamente ai cambiamenti che si verificano dopo i pasti o l’esercizio fisico, riducendo la necessità di un input costante da parte dell’utente. Inoltre, si ricarica attraverso il trasferimento di energia wireless da un cerotto indossabile all’esterno del corpo.
Le fasi di collaudo e convalida
Il consorzio ha collaudato con successo il sistema in modelli animali di diabete. In caso di successo, la tecnologia potrebbe ridurre significativamente le numerose azioni legate al diabete che molti pazienti compiono attualmente ogni mese, sostituendole con poche operazioni di manutenzione. In definitiva, il progetto vuole avvicinarsi alla creazione di un pancreas artificiale automatico e completamente impiantabile che alleggerisca il carico quotidiano della gestione della malattia. Combinando la somministrazione fisiologica di insulina con un controllo intelligente, FORGETDIABETES intende offrire alle persone con diabete insulino-dipendente una libertà maggiore, un controllo metabolico più preciso e una qualità di vita sostanzialmente migliore. Oltre a dedicarsi alle prestazioni cliniche, il progetto si occupa anche di affidabilità e scalabilità a lungo termine. Secondo Cobelli: «Le prossime tappe prevedono ulteriori studi sugli animali, la miniaturizzazione dei componenti del dispositivo e l’aumento della compatibilità e della durata dell’impianto secondo le norme europee per i dispositivi medici.» A lungo termine, queste soluzioni porteranno la soluzione FORGETDIABETES più vicina all’uso clinico, semplificando la vita alle persone che vivono con il diabete insulino-dipendente.