Wszczepialna sztuczna trzustka w leczeniu cukrzycy typu I
Cukrzyca typu I jest chorobą autoimmunologiczną, w której trzustka nie może już wydzielać insuliny. Dla milionów ludzi oznacza to konieczność codziennych pomiarów glukozy, monitorowania spożycia węglowodanów i wstrzykiwanie insuliny. Hybrydowe systemy z pętlą znacznie poprawiły kontrolę glikemii i jakość życia, dzięki systemom ciągłego monitorowania poziomu glukozy i podskórnym pompom insulinowym. Jednak podawanie podskórne nie jest optymalnym rozwiązaniem, ponieważ wchłanianie insuliny jest stosunkowo powolne, przez co konieczne jest staranne planowania posiłków i częste interwencje pacjenta.
System dootrzewnowego podawania insuliny
Finansowany ze środków UE projekt FORGETDIABETES(odnośnik otworzy się w nowym oknie) proponuje radykalnie nowe podejście terapeutyczne: w pełni wszczepialną bioniczną trzustkę dostarczającą insulinę drogą dootrzewnową. „Podawanie dootrzewnowe bardziej przypomina normalną fizjologię, co umożliwia szybsze działanie insuliny i jej usuwanie” — wyjaśnia Claudio Cobelli, emerytowany profesor bioinżynierii na Uniwersytecie Padewskim i koordynator projektu. System integruje trzy podstawowe elementy: czujnik glukozy, algorytm sterowania i pompę połączoną z wewnętrznym zbiornikiem insuliny. Nowością jest zastosowanie doustnej kapsułki insulinowej(odnośnik otworzy się w nowym oknie), którą pacjenci muszą przyjmować raz w tygodniu. Tabletki te biernie przemieszczają się wzdłuż przewodu pokarmowego, aż dotrą do wszczepionego urządzenia, gdzie napełniają zbiornik. Takie podejście zmniejsza obciążenie psychospołeczne związane z częstymi zastrzykami Co ważne, system wykorzystuje nowe biokompatybilne i zoptymalizowane pod kątem odporności powłoki, które gwarantują długoterminowe bezpieczeństwo i stabilność. Ciągła transmisja danych do chmury zapewnia zarządzanie chorobą.
Algorytmy adaptacyjne do precyzyjnej kontroli poziomu glukozy
Sercem systemu jest zaawansowany algorytm sterowania dostosowany do danego pacjenta. Utrzymanie stężenia glukozy we krwi w zalecanym zakresie wymaga precyzyjnego dawkowania insuliny, ponieważ zbyt mała dawka może prowadzić do hiperglikemii, a zbyt duża do hipoglikemii. Algorytm adaptacyjny w sposób ciągły interpretuje dane z czujników i odpowiednio dostosowuje podawanie. Ponieważ podawanie dootrzewnowe bardziej przypomina funkcjonowanie naturalnej trzustki(odnośnik otworzy się w nowym oknie), naukowcy mają nadzieję, że ostatecznie pozwoli to na węższe docelowe poziomy glukozy i lepszą stabilność metaboliczną. Urządzenie zostało zaprojektowane tak, aby szybko reagować na zmiany po posiłkach lub ćwiczeniach, co zmniejszy potrzebę ciągłego wprowadzania danych przez użytkownika. Co więcej, wyrób jest ładowany poprzez bezprzewodowy transfer energii z plastra do noszenia na zewnątrz organizmu.
Testowanie i walidacja wyrobu medycznego
Konsorcjum z powodzeniem przetestowało system w zwierzęcych modelach cukrzycy. Jeśli technologia ta okaże się skuteczna, może znacznie ograniczyć liczbę czynności związanych z cukrzycą, które wielu pacjentów musi wykonywać obecnie każdego miesiąca, zastępując je jedynie kilkoma czynnościami konserwacyjnymi. Ostatecznie ambicją jest zbliżenie się do zautomatyzowanej, w pełni wszczepialnej sztucznej trzustki, która odciąży pacjentów w codziennym zarządzaniu chorobą. Poprzez połączenie fizjologicznego dostarczania insuliny z inteligentną kontrolą projekt FORGETDIABETES stara się zapewnić osobom z cukrzycą typu I większą swobodę, lepszą kontrolę metaboliczną i znacznie lepszą jakość życia. Oprócz wydajności klinicznej, projekt skupia się również na długoterminowej niezawodności i skalowalności. Jak zauważa Cobelli: „Kolejne etapy obejmują dodatkowe badania na zwierzętach, miniaturyzację komponentów urządzenia, a także zwiększenie kompatybilności i trwałości implantu zgodnie z europejskimi normami dotyczącymi wyrobów medycznych”. W dłuższej perspektywie przybliży to rozwiązanie opracowane w ramach FORGETDIABETES do wdrożenia klinicznego, co ułatwi życie osobom chorującym na cukrzycę typu I.
