Οι ερευνητές σχεδίασαν έναν νέο αλγόριθμο για τον έλεγχο των εμφυτευμένων αντλιών ινσουλίνης που λαμβάνει υπόψη τα μοναδικά χαρακτηριστικά του κάθε ασθενούς. Το μοντέλο τους, που δοκιμάστηκε χρησιμοποιώντας μια αποδεκτή από το FDA προσομοίωση υπολογιστή για τον διαβήτη, αποδεικνύει ότι η διανομή ινσουλίνης εντός της κοιλίας (intraperitoneal) είναι γρήγορη και αντιγράφει πιστά τη φυσική φυσιολογική διανομή ινσουλίνης. Ανέπτυξαν ένα μοντέλο που μπορεί να λάβει υπόψη τις διαφορές των ασθενών και επικύρωσαν έναν αλγόριθμο ελέγχου αντλίας που δεν απαιτεί την ανακοίνωση του γεύματος.
Ο τύπος 1 διαβήτης επηρεάζει 46,3 εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο και ο αριθμός των ανθρώπων που πλήττονται αυξάνεται κατά περίπου 3% ετησίως. Απαιτεί προσεκτικούς υπολογισμούς των αναγκών για ινσουλίνη και ενοχλητικές καθημερινές ενέσεις για να αποφευχθούν οι περιφερικές ασθένειες που προκαλούνται από τα άκρα υψηλά ή χαμηλά επίπεδα σακχάρου στο αίμα.
Τα αυτοματοποιημένα συστήματα παράδοσης ινσουλίνης, γνωστά επίσης ως τεχνητό πάγκρεας, καθιστούν τη διαχείριση του διαβήτη πολύ λιγότερο επιβαρυντική για τους ασθενείς. Αυτά τα συστήματα – με εμφυτευμένους αισθητήρες ινσουλίνης, αντλίες που διανέμουν την ινσουλίνη μέσα στο σώμα, συσκευές ελέγχου αντλίας ινσουλίνης και ολοένα και πιο πολύπλοκους αλγόριθμους ελέγχου – εξελίσσονται γρήγορα.
Στο APL Bioengineering, του AIP Publishing, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Πάδοβα, το Πανεπιστήμιο της Παβία και το Πανεπιστήμιο του Yale σχεδίασαν έναν νέο αλγόριθμο για τον έλεγχο των εμφυτευμένων αντλιών ινσουλίνης που λαμβάνει υπόψη τα μοναδικά χαρακτηριστικά του κάθε ασθενούς. Το μοντέλο τους, που δοκιμάστηκε χρησιμοποιώντας μια αποδεκτή από το FDA προσομοίωση υπολογιστή για τον διαβήτη, αποδεικνύει ότι η διανομή ινσουλίνης εντός της κοιλίας (intraperitoneal) είναι γρήγορη και αντιγράφει πιστά τη φυσική φυσιολογική διανομή ινσουλίνης.
“Όχι μόνο η ενδοκοιλιακή έγχυση ινσουλίνης είναι πιο φυσιολογική γιατί αναπαράγει τη φυσική φυσιολογία, αλλά απλοποιεί το πρόβλημα ελέγχου γιατί δεν έχετε καθυστερήσεις”, δήλωσε ο συγγραφέας Claudio Cobelli. “Έτσι, αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να έχετε έναν πολύ απλό, αξιόπιστο ελεγκτή για να χειριστείτε τις καθημερινές καταστάσεις.”
Η τρέχουσα μέθοδος αυτοματοποιημένης παράδοσης ινσουλίνης, που βασίζεται στην τεχνολογία που ονομάζεται αισθητήρες συνεχούς υποδερματικής γλυκόζης, απαιτεί από τους ασθενείς να εισάγουν μηχανικά τον αριθμό των υδατανθράκων που καταναλώνουν, ανακοινώνοντας τα γεύματά τους στο σύστημα πριν φάνε. Είναι επίσης αργό στην ανίχνευση και διανομή της ινσουλίνης. Αυτές οι καθυστερήσεις, μαζί με την πιθανότητα σφαλμάτων στους μηχανικούς υπολογισμούς των γευμάτων, κάνουν το σύστημα επιρρεπές σε ανακρίβειες και αυξάνουν την εμφάνιση της υπερινσουλιναιμίας, μιας κατάστασης υψηλής ινσουλίνης στους ασθενείς που προκαλεί ασθένειες των μεγάλων αγγείων.
Χρησιμοποιώντας έναν αποδεκτό από το FDA προσομοιωτή που σχεδιάστηκε για συνεχή υποδερματική παράδοση ινσουλίνης, οι ερευνητές έκαναν τροποποιήσεις για να προσομοιώσουν την ενδοκοιλιακή παράδοση ινσουλίνης. Ανέπτυξαν ένα μοντέλο που μπορεί να λάβει υπόψη τις διαφορές των ασθενών και επικύρωσαν έναν αλγόριθμο ελέγχου αντλίας που δεν απαιτεί την ανακοίνωση του γεύματος.
“Αυτό είναι ένα μεγάλο πλεονέκτημα. Βοηθάει στην ρύθμιση των συσκευών και επιτρέπει την προσωποποίηση”, είπε ο Cobelli. “Διάφοροι άνθρωποι έχουν διαφορετικές ανάγκες, οπότε πρέπει να προσωποποιήσετε τους αλγόριθμους.”
Ενώνοντας την προηγούμενη εργασία και τις τρέχουσες πειραματικές μελέτες, οι ερευνητές κατάφεραν με επιτυχία να δείξουν τις ομοιότητες μεταξύ της ενδοκοιλιακής παράδοσης ινσουλίνης και της φυσιολογίας της φυσικής έκκρισης ινσουλίνης και επικύρωσαν έναν αλγόριθμο ελέγχου αντλίας που είναι ανθεκτικός σε παράγοντες προσωποποίησης και χρονικές διακυμάνσεις για πρωινό, μεσημεριανό και βραδινό γεύμα.
Η εργασία τους είναι μέρος ενός πολυετούς, συνεργατικού Ευρωπαϊκού έργου με το όνομα “FORGET DIABETES” που στοχεύει στην ταχεία προώθηση των τεχνολογιών αυτοματοποιημένης παράδοσης ινσουλίνης μέχρι το σημείο των κλινικών δοκιμών.
Αμερικανικό Ινστιτούτο Φυσικής
