Künstliche bauchspeicheldrüse: spielwechsler für diabetesbehandlung?


Künstliche bauchspeicheldrüse: spielwechsler für diabetesbehandlung?

Medizinische Innovation bei der Behandlung von Typ-1-Diabetes nimmt einen großen Sprung nach vorne mit der Erfindung und dem Versuch einer künstlichen Bauchspeicheldrüse. Könnte diese Algorithmus-basierte Smartphone-Gerät ändern Diabetiker Leben für die bessere?

Die Behandlung von Typ-1-Diabetes könnte für immer durch die künstliche Bauchspeicheldrüse verändert werden.

Bildkredit: UVA Gesundheit

Nach den Centers for Disease Control and Prevention (CDC), fast 1 von 10 Amerikanern hat Diabetes. Davon sind etwa 5% Typ 1 Diabetiker, was 1,5 Millionen Amerikanern entspricht.

Die Behandlung von Typ-1-Diabetes ist hochwirksam, ist aber eine relativ lästige Tortur. Die Patienten müssen regelmäßig Blut entnehmen, Glukosespiegel kontrollieren und die entsprechende Menge an Insulin injizieren.

Aktuelle Interventionen lassen unerwünschte Möglichkeiten für menschliches Versagen Sie sind auch ziemlich unangenehm und unbequem; Die Jagd auf bessere Behandlungen läuft.

Eine solche Verbesserung, die viel Versprechen zeigt, ist die sogenannte künstliche Bauchspeicheldrüse. Die Idee einer künstlichen Bauchspeicheldrüse wurde seit Jahrzehnten diskutiert, aber erst vor kurzem ist es eine potenziell tragfähige Option geworden.

Entworfen von Boris Kovatchev und seinem Team an der University of Virginia School of Medicine, hat diese medizinische Innovation das Potenzial, Millionen von Leben zum Besseren zu ändern.

Kovatchev arbeitet seit 2006 an einem solchen Gerät. Zunächst wurde angenommen, dass diese Art von Closed-Loop-System, das Glukosespiegel überwachen und Insulin entsprechend verabreichen könnte, unmöglich war.

Die Idee einer künstlichen Bauchspeicheldrüse wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft mit Skepsis erfüllt, aber dankbar war Kovatschew unvermindert:

"Wir zeigen, dass es nicht nur möglich ist, aber es kann auf einem Smartphone laufen."

Was ist Typ 1 Diabetes?

Insulin erleichtert normalerweise die Absorption von Glukose aus dem Blut in den Körper, wo es verwendet wird. Typ 1 Diabetes tritt auf, wenn die Bauchspeicheldrüse aufhört, genug Insulin zu machen.

Typ-2-Diabetes wird am häufigsten durch Lebensstil Entscheidungen, wie schlechte Ernährung und Mangel an Bewegung verursacht; Typ 1 Diabetes ist jedoch nicht mit Lebensstil verwandt. Die Beta-Zellen innerhalb der Bauchspeicheldrüse, die Insulin herstellen, werden durch eine unangemessene Reaktion des Immunsystems angegriffen und machen sie für die Bedürfnisse des Körpers nicht ausreichend.

Um diesen Fehlbetrag in der Biochemie auszugleichen, müssen die Patienten häufig ihre Finger stacheln, eine Blutprobe nehmen, die Glukosespiegel messen und sich mit Insulin injizieren, um die Balance zu beseitigen. Diese regelmäßige Rigmarole ist notwendig, um Blutzuckerspiegel innerhalb eines gesunden Bereichs zu halten.

Abgesehen von den Unannehmlichkeiten und Unannehmlichkeiten, wie bei allem, was auf menschliche Interaktion angewiesen ist, besteht die Möglichkeit des Irrtums. Erhöhte Glukosespiegel können im Laufe der Zeit die Nieren, Nerven, Augen und Blutgefäße beschädigen. Am anderen Ende des Spektrums können niedrige Glukose oder "Hypos" unter extremen Umständen zu Koma oder Tod führen.

Alles, um die Möglichkeit eines Benutzerfehlers zu entfernen, wird von offensichtlichem Nutzen sein.

Wie die künstliche Bauchspeicheldrüse funktioniert

Kovatchevs künstliche Bauchspeicheldrüse, die auch als Regelung von Blutglukose bei Diabetes bezeichnet wird, nimmt viel von der menschlichen Interaktion ab, die derzeit in der Selbstmedikation notwendig ist.

Die zentrale Drehscheibe des Systems nutzt eine Plattform namens InControl, die auf einem rekonfigurierten Smartphone läuft. Dieses Handgerät ist drahtlos mit einem Blutzuckermonitor, einer Insulinpumpe und einer Fernüberwachungsstelle verbunden. Der Blutzuckermonitor nimmt die Glukosespiegel im Blut alle 5 Minuten und liefert die Messwerte an das InControl-Gerät.

Das Gerät wird durch Algorithmen gesteuert und verwaltet die korrekte Menge an Insulin durch eine feine Nadel, ohne dass der Patient sogar einen Tropfen Blut verschütten muss.

Die Algorithmen sind dort, wo die echte Innovation kommt. Sie sind entworfen, um zu erraten, wie viel Insulin wahrscheinlich benötigt wird. Es genügt nicht, dass die Technik zu einem bestimmten Zeitpunkt rechtzeitig auf die Blutspiegel reagiert, sie muss Glukosespitzen vorhersagen, Veränderungen vornehmen und sich an die Insulinempfindlichkeit eines Individuums anpassen. Das ist kein Mittel.

Die menschliche Bauchspeicheldrüse ist in der Lage, diese Berechnungen mit Leichtigkeit zu machen, aber etwas so fähig zu gestalten, wie die Bauchspeicheldrüse eine schwierige Aufgabe ist.

Auf die Frage nach den Algorithmen, sagte Kovatchev Medical-Diag.com :

Die Algorithmen basieren auf einem Modell des menschlichen Stoffwechselsystems, das Daten aus der kontinuierlichen Glukoseüberwachung, nach der Insulinabgabe und eventuell anderen verfügbaren Signalen verwendet, um Muster von Blutzuckerfluktuationen zu erkennen und vorherzusagen, wo der Blutzucker des Patienten in der Überschrift ist.

Dann liefert der Algorithmus Insulin basierend auf vorhergesagten Glukosewerten. Besondere Aufmerksamkeit gilt der Vorhersage und Abschwächung der Hypoglykämie - ein separater Algorithmus (wir nennen es Safety Supervision System) ist speziell darauf abgestimmt, und es ist ganz gut bei dieser Aufgabe."

Er sagte uns, dass das Sicherheitssystem ihr am meisten geprüfter Algorithmus ist. Es ist seit vielen Jahren im Einsatz.

Kovatchev erklärt weiter, wie die künstliche Bauchspeicheldrüse im Video unten arbeitet:

Die bahnbrechende Orgel veranstalten

Das Nationale Institut für Diabetes und Verdauung und Nierenerkrankungen unterstützen diese wichtige Forschung in der Melodie von $ 12,6 Millionen.

Die künstliche Bauchspeicheldrüse hat ihre letzten Prüfungen an neun Standorten in den USA und Europa begonnen. Für die erste Phase werden 240 Patienten mit Typ-1-Diabetes das System für 6 Monate untersuchen. Der zweite Versuch wird 180 Patienten aus der ersten Phase, die das System für weitere 6 Monate trägt, sehen.

Entwickelt in Verbindung mit TypeZero Technologies in Charlottesville, VA, wird das System mit einer Standard-Insulinpumpe gegen zwei Hauptkriterien verglichen: Wie gut Blutzuckerspiegel verwaltet werden und ob das Risiko einer Hypoglykämie oder eines niedrigen Blutzuckers reduziert wird.

Kovatchev erklärt seine Ziele für die künstliche Bauchspeicheldrüse:

Um letztlich als eine optimale Behandlung für Diabetes erfolgreich zu sein, muss die künstliche Bauchspeicheldrüse ihre Sicherheit und Wirksamkeit in langfristigen Pivotalversuchen in der natürlichen Umgebung des Patienten unter Beweis stellen.

Unser oberstes Ziel ist es, ein neues Diabetes-Behandlungsparadigma zu etablieren: Die künstliche Bauchspeicheldrüse ist kein Einzelfunktionsgerät. Es ist ein anpassungsfähiges, tragbares Netzwerk, das den Patienten in einem digitalen Behandlungsökosystem umgibt."

Weitere Verbesserungen am Horizont

Diese Innovation scheint einen riesigen und positiven Unterschied zu Millionen von Menschen zu machen. Es zielt darauf ab, das Leben von Typ 1 Diabetikern zu verbessern, indem es die Belastung der Kontrolle der Insulinspiegel manuell erhöht. Zusätzlich sollte dank der Algorithmen die künstliche Bauchspeicheldrüse Blutzucker auf physiologisch normaleren Ebenen halten.

Natürlich bringt jeder medizinische Fortschritt eine neue Gruppe von Horizonten mit sich. MNY Fragte Kovatchev, ob es irgendwelche Anpassungen oder Verbesserungen gibt, die er gerne an die künstliche Bauchspeicheldrüse weiterführen möchte:

Multi-Signal- und Multi-Hormonsysteme werden erforscht, um zusätzliche Signale wie Herzfrequenz oder Bewegungssensor und zusätzliche Hormone wie Amylin zu verwenden. Wir glauben, dass sich die Technik in diesen Richtungen entwickeln wird."

Kovatchev und Kollaborateure klären bereits die Verwendung anderer Hormone in der künstlichen Bauchspeicheldrüse; Sein Team untersucht auch, ob das System nur zu bestimmten Tageszeiten getragen werden muss, zum Beispiel nachts und / oder nach den Mahlzeiten.

Die künstliche Bauchspeicheldrüse sieht wahrscheinlich von Kraft zu Stärke. In Verbindung mit den anderen Technologien, die derzeit untersucht werden, wird Diabetes bald einen eiligen Rückzug schlagen. Medical-Diag.com Vor kurzem erörtert die Möglichkeit, Insulin-sezernierende Zellen in Diabetiker zu verpflanzen.

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