211service.com
Un pancreas artificiale
Oggi, le persone con diabete dispongono di una serie di tecnologie per aiutare a tenere sotto controllo la glicemia, inclusi monitor continui che possono tenere sotto controllo i livelli di glucosio durante il giorno e pompe per insulina in grado di erogare il farmaco. Ma il diabetico è ancora responsabile delle decisioni esecutive - quando fare il test del sangue o darsi un'iniezione - e il sistema ha molto spazio per l'errore umano. Ora, tuttavia, i ricercatori affermano che le prime generazioni di pancreas artificiale, che sarebbero in grado di prendere la maggior parte delle decisioni sul dosaggio senza l'intervento di chi lo indossa, potrebbero essere disponibili nei prossimi anni.
Pancreas artificiale: Gli scienziati stanno abbinando monitor di glucosio continui, come il dispositivo qui raffigurato (dispositivo bianco, in alto), con pompe per insulina, come quello raffigurato qui (dispositivo simile a un cercapersone, in basso), per creare un pancreas artificiale per le persone con diabete. In questo sistema commerciale di Medtronic, il monitor del glucosio trasmette in modalità wireless i dati alla pompa tramite un misuratore (non illustrato). Tuttavia, l'utente deve ancora decidere di quanta insulina ha bisogno e dosarla da solo. In un pancreas artificiale, algoritmi appositamente progettati calcolano quanta insulina è necessaria e quanto velocemente, quindi segnalano la somministrazione del farmaco senza intervento umano.
Il diabete di tipo 1 si sviluppa quando le cellule delle isole del pancreas umano smettono di produrre quantità adeguate di insulina, lasciando il corpo incapace di regolare da solo i livelli di zucchero nel sangue. Se non controllate, le fluttuazioni del glucosio a lungo termine possono portare a danni ai nervi, cecità, ictus e infarti. Anche tra i diabetici più vigili, forti cali e picchi di glucosio sono ancora eventi comuni. Abbiamo dati a disposizione oggi che suggeriscono che potresti ottenere risultati migliori sul diabete con il computer che assume il comando invece che la persona con diabete che fa tutto da sola, afferma Aaron Kowalski, direttore della ricerca della Juvenile Diabetes Research Foundation Progetto pancreas artificiale .
Al suo livello più elementare, un pancreas artificiale è costituito da tre componenti: un sensore continuo per rilevare i livelli di glucosio in tempo reale, un computer in miniatura che può prendere tali letture e utilizzare un algoritmo per prevedere cosa accadrà dopo e determinare quanta insulina è necessaria per mantenere i livelli costanti e una pompa per insulina guidata dal computer che dosa la quantità appropriata del farmaco.
Due dei componenti, le pompe per insulina e i monitor glicemici continui, sono già sul mercato commerciale (quest'ultimo ha ricevuto l'approvazione alla commercializzazione dalla Food and Drug Administration degli Stati Uniti solo pochi anni fa). A breve termine, potresti probabilmente creare un sistema piuttosto robusto con le tecnologie odierne, afferma Kowalski, il cui gruppo ha guidato una coalizione volta a portare sul mercato un pancreas artificiale il prima possibile.
I membri del consorzio stanno sperimentando varianti di questo sistema a ciclo chiuso, così chiamato perché l'algoritmo del computer collega la pompa per insulina e il monitor del glucosio, chiudendo il ciclo. Forse la persona più vicina allo sviluppo di un sistema commerciale è Romano Hovorka , principale ricercatore associato presso l'Università di Cambridge, nel Regno Unito, dove guida il Diabetes Modeling Group. Il suo primo studio a ciclo chiuso ha esaminato l'efficacia del sistema quando viene utilizzato durante la notte, durante le ore in cui è probabile che i livelli di zucchero nel sangue scendano precipitosamente e possono verificarsi complicazioni. Voglio passare a un approccio che potrebbe essere commercializzato, e il più semplice è semplicemente chiudere il ciclo durante la notte, in un momento in cui non si può comunque fare troppo per l'insulina.
Hovorka ha utilizzato due dispositivi, entrambi disponibili in commercio. Il primo, un monitor di glucosio continuo, è costituito da un sensore sottocutaneo che misura i livelli di glucosio nel tessuto sottocutaneo e un dispositivo che comunica in modalità wireless con il sensore per scaricare i suoi dati. Il secondo è la pompa stessa, un dispositivo delle dimensioni di un cercapersone con un serbatoio di insulina che eroga il farmaco attraverso un tubo sottile a un ago sottocutaneo. Hovorka e i suoi collaboratori hanno aggiunto un algoritmo che non solo mette in comunicazione il microinfusore e il sensore, ma elimina anche l'utente (addormentato) determinando con precisione la quantità di insulina da erogare ogni 15 minuti.
Quando è stato testato su 12 bambini con diabete di tipo 1, il sistema a circuito chiuso ha portato i livelli di glucosio nel sangue dei bambini nell'intervallo target il 61 percento delle volte, rispetto al 23 percento di coloro che seguivano la loro normale routine. Con il circuito chiuso, siamo in grado di evitare gli estremi: l'estremo cattivo basso e l'estremo cattivo alto, dice Hovorka. Attualmente sta lavorando con i produttori di dispositivi del settore per creare un prodotto commerciale commerciabile.
Tecnologicamente, gli ostacoli rimanenti per i ricercatori sono quelli del perfezionamento, ad esempio la costruzione di algoritmi squisitamente affinati per prevedere in quale direzione si muovono i livelli di glucosio e con quale velocità. Altri ricercatori stanno lavorando su sensori in grado di monitorare la glicemia per un lungo periodo di tempo (attualmente i sensori devono essere sostituiti ogni tre-otto giorni) e con una maggiore precisione.
Nonostante il fatto che gran parte della tecnologia sia sul mercato, i ricercatori devono ancora dimostrare alla FDA che il loro sistema è sicuro se combinato con gli algoritmi e che se qualcosa va storto, se un sensore si guasta o la pompa per insulina si intasa, il computer può rilevarlo e far scattare un allarme o spegnere l'intero sistema.
Non è necessario ottenere il sistema perfetto per fare un enorme progresso e rendere notevolmente più facile convivere con il diabete, afferma William Tamborlane , capo di endocrinologia pediatrica presso la Yale School of Medicine, che ha inventato la terapia con pompa di insulina alla fine degli anni '70. Come medico, è più interessato a vedere questi progressi incrementali farsi strada verso i pazienti che ad aspettare che venga creato un sistema perfetto. Ora abbiamo sensori che possono dire cosa sta facendo la glicemia ogni minuto, dice Tamborlane. E abbiamo pompe per insulina che possono cambiare la quantità di insulina somministrata minuto per minuto. Al momento abbiamo la tecnologia per avvicinarci molto a quella che potrebbe essere considerata la soluzione definitiva.