По для искусственной поджелудочной железы
В лечение диабета наметились новые тренды. Сегодня ученые всего мира заняты вопросом создания искусственной поджелудочной, которая позволит пациентам с хроническим заболеванием освободиться от инсулинозависимости и вести обычный образ жизни без постоянного контроля уровня сахара в крови. Насколько это реально и каких успехов уже удалось достигнуть – узнаете из нашего материала.
Искусственная поджелудочная железа – это уже не фантастика, а наступающая реальность. Да, работать еще есть над чем, но первые результаты уже есть. И они не могут не радовать всех, кто знает о диабете не понаслышке.
Капсула с донорскими клетками
Прототип импланта, который может вырабатывать инсулин и заменить поджелудочную железу у больных диабетом, разработала биомедицинская фирма из Израиля. Новости появились в начале этого года.
Изобретение должно помочь больным сахарным диабетом первого типа, тем, кто вынужден постоянно делать себе инъекции инсулина или пользоваться инсулиновой помпой. Новейшая разработка – это небольшая капсула, всего 6 на 6 см. Ее корпус выполнен из титана, а внутри находится кислородный баллон и живые клетки поджелудочной железы. Имплант самостоятельно мониторит уровень сахара в крови и начинает синтез гормона инсулина, когда это требуется.
Клетки, находящиеся внутри капсулы, конечно, донорские. Их можно получить от человека или свиньи. Еще один вариант – вырастить их из стволовых клеток пациента лабораторным путем. Кислород, находящийся в капсуле, помогает клеткам выживать. Правда, баллон с газом необходимо будет перезаряжать каждые семь дней.
Ученые уже провели необходимые испытания, которые подтверждают, что искусственная поджелудочная не отторгается иммунной системой человека. Кроме того, при необходимости она может быть легко удалена из организма. Разработка уже прошла испытания в Швеции. В эксперименте участвовали 4 человека, которые ходили с имплантом в течение 10 месяцев. Побочных эффектов выявлено не было, а донорские клетки все это время оставались жизнеспособными.
Имплант с инсулином
Английские ученые тоже не оставляют попыток облегчить жизнь диабетиков. Не так давно ими было создано устройство, которое вполне может претендовать на звание искусственной поджелудочной железы.
Сотрудники Университета Де Монтфорта во главе с профессором Джоан Тэйлор разработали имплант без подвижных частей и батарей. Это металлический корпус, наполненный инсулином. Его помещают в тело пациента между последним ребром и бедром. Гормон удерживается внутри с помощью гелевого барьера, который изобрели и запатентовали там же, в Англии. Он реагирует на рост уровня глюкозы в крови и начинает размягчаться, выпуская тем самым инсулин сначала в вены вокруг кишечника, а после – в вены печени. После того, как уровень сахара в крови приходит в норму, гель вновь затвердевает и перекрывает доступ к инсулину. Получается, что устройство полностью имитирует работу настоящей поджелудочной железы. А пациент с диабетом освобождается от своих рутинных обязанностей, в частности инъекций инсулина.
Конечно, запас гормона в капсуле требует периодического пополнения. В среднем, раз в месяц. Сейчас прибор находится на стадии доклинических испытаний. Если они пройдут успешно, то уже в ближайшие пять-десять лет может быть налажено коммерческое производство имплантатов. По некоторым данным, его будут изготавливать не из металла, а из пластика. Правда, пока эта разработка обнадеживает лишь диабетиков первого типа. Но и наука и не стоит на месте.
Успешные испытания
Осенью прошлого года появилась еще одна хорошая новость с научных полей. Подошло к концу исследование системы искусственной поджелудочной железы, которое длилось полгода и стало третьим этапом в серии испытаний. Согласно его результатам, изобретение, которое не только контролирует, но и регулирует уровень сахара в крови, более эффективно, чем уже известные методы лечения диабета первого типа.
Эта искусственная поджелудочная работает по принципу регулирования по замкнутому контуру. Ее испытания проводились в 10 центрах по всему миру. Однако наблюдаемые пациенты при этом жили своей обычной жизнью, что также позволило судить о применимости изобретения в реальных условиях. Всего в эксперименте приняли участие 168 человек. Самому молодому из них было 14 лет. Всех объединял диагноз – сахарный диабет первого типа.
Среди испытуемых случайным образом были распределены новейшие разработки: система искусственной поджелудочной, система из датчика уровня глюкозы и инсулиновой помпы. Показания снимались каждые две-четыре недели в личном контакте с исследователями. Дистанционный мониторинг не проводился. И вот к каким выводам пришли ученые: у диабетиков с искусственной поджелудочной железой значительно увеличилось количество времени, когда их уровень сахара находится в интервале от 70 до 180 мг/дл. В среднем это 2,6 часа в день с начала проведения эксперимента. Во второй же группе этот показатель оставался неизменным все шесть месяцев.
Стоит отметить, что за все время проведения исследования ни у кого из испытуемых не было зафиксировано серьезных случаев гипогликемии. Диабетический кетоацидоз возник лишь у одного участника с искусственной поджелудочной железой из-за проблемы с оборудованием, которое подает гормон.
Отечественный прогресс
В Сколково также активно занимаются проблемой лечения сахарного диабета. Именно там была создана первая в мире искусственная поджелудочная железа, управляемая смартфоном.
В работе над изобретением принимали участие несколько практикующих эндокринологов, математиков и программистов. Устройство представляет собой инсулиновую помпу, которая через приложение на смартфоне подключается к нейросети. Последняя, в свою очередь, оперирует всеми данными о пациенте. Алгоритм просчитывает и корректирует дозу инсулина, вводимую человеку, учитывая не только его приемы пищи или физическую активность, но и даже самые легкие недомогания или волнение. Если же связь с мобильным устройством будет потеряна или смартфон неожиданно разрядиться, то помпа перейдет на алгоритм работы, встроенный в ее внутреннюю электронику.
Сегодня отечественная искусственная поджелудочная железа на стадии создания предсерийного образца. Инновационный алгоритм расчета доз инсулина уже прошел доклинические испытания, для следующего этапа нужна регистрация медицинского устройства. Предполагаемая стоимость искусственной поджелудочной железы для потребителей должна составить около 50 000 рублей.
Источник
Сахарный диабет можно охарактеризовать как сложное нарушение в работе эндокринной системы, имеющее широкую распространенность. Патология приводит к проявлению изменений процессов углеводного обмена.
Основная опасность подобного недуга состоит в высокой вероятности проявления последствий, диабет имеет множество органов-мишеней. Причина развития заболевания состоит в нарушениях работы поджелудочной железы или снижения восприимчивости тканей организма к инсулину. На этом фоне происходит сбой процессов продуцирования гормона.
Заболевание приводит к существенному снижению качества жизни пациента и выступает причиной многих ограничений. Больной должен регулярно проводить измерения показателей сахара при помощи глюкометра и вводить инсулин, соблюдать жесткую диету.
Разработки механизмов, позволяющих улучшить жизнь пациента, идут и в настоящее время. Настоящим мировым прорывом стало изобретение искусственного аналога поджелудочной железы. С принципом работы аппарата предстоит ознакомиться читателю.
Искусственная поджелудочная железа – прорыв в лечении сахарного диабета.
Что представляет собой искусственная поджелудочная железа?
Внешний вид устройства.
Искусственная поджелудочная железа (на фото) представляет собой специальное медицинское устройство, выступающее более совершенным аналогом инсулиновой помпы. Искусственная поджелудочная железа представляет собой беспроводной аналог инсулиновой помпы, обеспечивающий регуляцию показателей сахара в крови при помощи своевременной подачи инсулина. Управление устройством осуществляется при помощи любого планшета или смартфона со специальной установленной программой.
Основным предназначением искусственного органа является контроль показателей сахара в крови и своевременная подача инсулина при наличии необходимости. Такое устройство помогает пациентам при сахарном диабете 1 типа забыть о необходимости проведения постоянных тестов с использованием глюкометра.
Прибор – успешное сочетание главных функций.
Специальное приложение, устанавливаемое на смартфон пациента, позволяет активно использовать следующие функции, рассмотренные в таблице:
Функции искусственной поджелудочной железы1.Обеспечение регулярного мониторинга над показателями сахара в крови пациента.2.Осуществление управления над инсулиновой помпой.3.Позволяет осуществлять контроль над гликемией.4.Позволяет упростить процесс обращения за помощью в дистанционном режиме.5.Обеспечивает передачу данных обследования на ПК лечащего врача.
В настоящее время устройство не прошло окончательное освидетельствование, но его цена известна. Особенности разработки устройства, механизм его действия и принцип работы рассмотрены в видео в этой статье.
<span data-mce-type=”bookmark” style=”display: inline-block; width: 0px; overflow: hidden; line-height: 0;” class=”mce_SELRES_start”></span>
Контроль над работой прибора осуществляется при помощи смартфона.
Важно! Основное предназначение искусственной поджелудочной железы – профилактика опасных осложнений СД. Устройство обеспечивает минимизацию риска их возникновения.
Проводимые испытания
В настоящее время метод не нашел широкого применения в РФ.
В 2016 году в рамках исследования, проводимого за счет Национального института здоровья, проводились клинические испытания позволяющие установить эффективность работы искусственного органа. Первый этап тестирования подразумевал проведение контроля над использованием устройства у 240 человек, с диагнозом сахарный диабет первого типа в течение полугода.
Эффективность искусственного органа в ходе эксперимента сравнивалась со стандартной инсулиновой помпой по классическим параметрам:
- удобство и достоверность получения данных о изменении показателей сахара в крови пациента;
- вероятность развития гипогликемии при использовании устройства (повышается или снижается риск;
- удобство использования прибора пациентом.
Насколько безопасен метод.
Во второй части эксперимента участие приняли 180 пациентов, успешно прошедших первый этап исследования. В ходе проведения испытания исследовался усовершенствованный алгоритм работы аппарата.
Работа поджелудочной железы здорового человека
Поджелудочная железа – орган пищеварительной системы, обладающий внутреннесекреторной и внешнесекреторной функциями. Внешнесекреторная функция обеспечивается производством панкреатического сока, в составе которого присутствуют пищеварительные ферменты.
Какие функции поджелудочная обеспечивает в организме здорового человека?
Поджелудочная железа человека производит гормоны и принимает непосредственное участие в обменных процессах. Обеспечивает углеводный, жировой и белковый обмен.
В поджелудочной человека находятся островки Лангерганса, работающие в качестве желез внутренней секреции. Именно они выделяют в системный кровоток инсулин и глюкогон – гормоны, регулирующие метаболические процессы. Разрушение подобных клеток приводит к нехватке инсулина и провоцирует развитие сахарного диабета 1 типа.
Внедрение искусственного заменителя
Что о методе думают врачи.
Информация о создании искусственного аппарата, замещающего работу поджелудочной железы, вызвало фурор среди пациентов с диагнозом СД. Информация о разработке подобного приспособления дарит надежду на полноценную жизнь миллионам диабетиков, в то время как врачи относятся к такому изобретению с долей скептицизма.
Связано это с тем, что врач, контролирующий подобную терапию, должен будет полностью разобраться в ее принципе, а это довольно сложно.
Метод позволит диабетику избавиться от обыденных процедур.
При СД пациент испытывает постоянную нужду во введении гормона инсулина при помощи шприцев или инсулиновой помпы. Инъекции приходится делать минимум 2 раза в сутки, а в некоторых случаях 3-4.
Не смотря на существующие методы контроля над показателями сахара, подобрать на 100% адекватную дозировку вещества просто невозможно, потому вводимые пациентом дозы не всегда соизмеримы с потребностями его организма.
Специалисты Кембриджского университета констатируют тот факт, что аппарат, носящий название искусственная поджелудочная железа наилучшим образом подходит для постоянного контроля над течением патологии и введения требуемых доз инсулина. Высокая точность устройства позволяет подбирать дозировки с минимальными погрешностями.
Специалисты из российской федерации говорят о том, что такая система может работать, но адаптировать ее будет крайне сложно. Придется уделить особое внимание переподготовке медперсонала. С некоторыми сложностями могут столкнуться и сами пациенты, обучающиеся в течение нескольких лет жизни с диабетом по стандартной схеме.
Метод является безопасной альтернативой процедуре трансплантации.
До недавних пор, единственным вариантом возвращения пациента к жизни без диабета была операция по трансплантации поджелудочной железы. Проведение вмешательства такого характера сопряжено с рисками и определенными сложностями.
Инструкция по подготовке к операции довольно сложна потому метод не нашел широкой распространенности. Подобное вмешательство проводилось лишь по жизненным показаниями при условии возможности подбора подходящего биологического материала.
Безусловно, искусственная поджелудочная железа не дает пациенту жизнь без диабета, но такой аппарат в буквальном смысле возлагает на себя ответственность за течение СД у пациента.
Стоит сделать вывод о том, что создание такого аппарата – существенный прорыв в эндокринологии и диабетологии в частности. Возможно, методика получит широкую распространенность и избавит пациентов от постоянной необходимости во введении инсулина при помощи шприца, контроля и подбора доз и постоянного проведения замеров, отображающих показатели сахара в крови.
Читать далее…
Источник
AndroidAPS – это приложение для смартфонов на Android, работающее, как искусственная поджелудочная железа, или замкнутый контур. Оно каждые 5 минут получает данные с сенсора глюкозы, вычисляет нужную в данное время дозу инсулина и отправляет на помпу команду для его введения.
AndroidAPS полностью автоматически регулирует сахар крови круглосуточно, независимо от того, чем вы занимаетесь. Вам остается только указывать в приложении количество съеденных углеводов.
Пример работы AndroidAPS, целевой диапазон на графике — от 4 до 7,8 ммоль/л
Приложение разработано чешским программистом Milos Kozak и имеет открытый исходный код. AndroidAPS использует алгоритмы OpenAPS — искусственной поджелудочной железы с открытым исходным кодом, разработанной в США в 2015 г. Dana M. Lewis, Scott Leibrand и другими авторами.
Узнать больше и обратиться за настройкой AndroidAPS можно в сообщения сообщества.
Для вычисления скорости введения инсулина AndroidAPS учитывает такие данные, как:
- текущий сахар крови;
- скорость изменения сахара;
- углеводный коэффициент, фактор чувствительности к инсулину, базальная скорость, продолжительность действия инсулина, время пика действия инсулина;
- активный инсулин и скорость его влияния на сахар;
- активные углеводы и скорость их влияния на сахар;
- целевой сахар;
- чувствительность к инсулину в данный момент времени, определенная автоматически;
- заданные настройки безопасности, ограничивающие дозу инсулина;
- многие другие данные.
Используя эти данные, AndroidAPS прогнозирует, как будет меняться сахар в ближайшие несколько часов, и меняет скорость введения инсулина так, чтобы сахар был максимально близок к целевому, а вероятность гипогликемии сводилась к минимуму.
Насколько это безопасно?
Безопаснее, чем использовать инсулиновую помпу без AndroidAPS или вводить инсулин шприц-ручками.
AndroidAPS создан для безопасности. Главная функция AndroidAPS — помочь людям с диабетом спокойно спать ночью, не опасаясь гипогликемии. Если AndroidAPS видит хотя бы небольшую вероятность падения сахара, приложение прекращает введение инсулина задолго до самой гипогликемии. В результате частота и продолжительность гипогликемий сильно снижается. В случае гипогликемии AndroidAPS всегда введет меньше инсулина, чем помпа без него.
В любой момент можно отключить замкнутый контур, и AndroidAPS перестанет самостоятельно управлять сахаром, пока вы обратно не включите его.
AndroidAPS не может «ошибиться» и ввести, например, два болюса подряд, и даже не позволит сделать это вам. Например, все SMS-команды подтверждаются одноразовым кодом.
AndroidAPS умеет:
- автоматически без вашего участия менять ВБС на помпе в установленных пределах (0-500%) каждые 5 минут, чтобы предотвратить снижение или повышение сахара;
- автоматически вводить небольшие болюсы, когда это допустимо (микроболюсы по возможности заменяют базальную скорость, чтобы сахар быстрее двигался в нужную сторону);
- автоматически вводить инсулин на записанные вами углеводы микроболюсами (заменяет растянутый болюс и болюс двойной волны);
- рассчитывать необходимый болюс на еду с учетом сахара, введенных углеводов и ваших настроек, как это делает калькулятор болюса в помпе или пульте (AndroidAPS заменяет пульт от помпы);
- после расчета болюса автоматически определять и предупреждать вас или ребенка, что в данный момент требуется меньше инсулина, чем рекомендует калькулятор болюса (позволяет избежать гипогликемии);
- автоматически определять и реагировать на кратковременные изменения в чувствительности к инсулину (стресс, болезнь, физ. нагрузка);
- автоматически определять неучтенные углеводы и вводить на них инсулин;
- передавать вам через Nightscout информацию о состоянии помпы, прогнозируемом сахаре, введенных болюсах, ВБС, углеводах и многом другом;
- удаленно управлять помпой через SMS-команды, в том числе вводить болюсы (см. ниже);
- делать «умный» суперболюс, растянутый болюс и болюс двойной волны с помощью микроболюсов (вместо фиксированного количества инсулина AndroidAPS будет самостоятельно регулировать скорость введения, чтобы компенсировать ошибки в вашем подсчете количества углеводов и их скорости).
Дополнительно
С учетом опыта использования AndroidAPS у себя и детей мной также были добавлены или разблокированы некоторые дополнительные функции, позволяющие лучше компенсировать неучтенные углеводы, синдром утренней и вечерней зари, быстрее реагировать на меняющийся сахар, а также исправлены некоторые ошибки и сделан полный перевод приложения на русский язык, созданный с учетом замечаний маленьких обладателей AndroidAPS ^_^
Удаленное управление
Также AndroidAPS позволяет удаленно управлять помпой, находясь на неограниченном расстоянии от нее, с помощью SMS-команд.
Например, можно удаленно ввести болюс ребенку:
… и многое другое. Фактически вы можете полностью удаленно управлять приложением.
AndroidAPS не умеет:
- мгновенно менять ваши настройки, чтобы реагировать на кратковременные и очень мощные изменения потребности в инсулине (это ограничение введено для безопасности, но нужно сказать, что даже с постоянно меняющейся потребностью в инсулине с AndroidAPS можно добиться намного лучшей компенсации, чем без него);
- полностью автоматически компенсировать диабет без записи углеводов (потому что пока не существует инсулина, который бы действовал достаточно быстро при подкожном введении, чтобы не делать болюс до еды и иметь нормальный сахар);
- летать в космос (+_+)
Насколько сильно улучшается сахар?
Это зависит от того, насколько хорошо компенсирован диабет сейчас:
- если компенсация неудовлетворительная, замкнутый контур сильно повысит время в целевом диапазоне, уменьшит частоту гипо- и гипергликемий, снизит HbA1c. По моему опыту гликированный гемоглобин снижается у детей в среднем до уровня 6-6,5%, иногда ниже;
- если диабет уже хорошо компенсирован, замкнутый контур сильно снизит сложность поддержания компенсации, вы станете намного меньше думать о диабете, а цена ошибок в подсчете углеводов уменьшится.
Вот результаты некоторых исследований OpenAPS (алгоритм которого применяется в AndroidAPS):
Время в целевом диапазоне до и после OpenAPS
HbA1c до и после OpenAPS
Уменьшение гипогликемий и гипергликемий до и после OpenAPS
Источник: https://openaps.org/outcomes/
Что вам понадобится?
- совместимый сенсор, который передает сахар на смартфон;
- совместимый смартфон на Android (требования к смартфону зависят от используемой помпы);
- совместимая инсулиновая помпа;
- трансмиттер RileyLink, если вы используете помпу Medtronic.
AndroidAPS может управлять следующими помпами:
- Accu-Chek Spirit Combo – нужен смартфон с Android 8.1, 9.0 или выше;
- большинство помп Medtronic Minimed Paradigm – нужен смартфон с Android от 6.0 до 8.1 включительно (подробнее про совместимость с помпами Medtronic можно узнать здесь).
В течение нескольких месяцев ожидается поддержка Omnipod.
AndroidAPS может получать сахар от следующих сенсоров:
- Dexcom G4 + xDrip;
- Dexcom G5;
- Dexcom G6;
- Libre 1 + LimiTTer/BluCon/MiaoMiao/MiaoMiao 2/Bubble;
- Libre 2, настроенный по этой инструкции;
- Libre 2 + MiaoMiao 2/Bubble (преимущество над предыдущим вариантом — возможность калибровок в широком диапазоне и восстановление пропущенных данных);
- POCTech;
- любые другие сенсоры, передающие сахар в xDrip+ или Nightscout.
Узнать больше и обратиться за настройкой AndroidAPS можно в сообщения сообщества.
Варианты настройки и цена: для Accu-Chek, для Medtronic.
Источник