211service.com
Mākslīgais aizkuņģa dziedzeris
Mūsdienās cilvēkiem ar cukura diabētu ir pieejamas dažādas tehnoloģijas, kas palīdz kontrolēt cukura līmeni asinīs, tostarp nepārtraukti monitori, kas var kontrolēt glikozes līmeni visas dienas garumā, un insulīna sūkņi, kas var ievadīt zāles. Bet diabētiķis joprojām ir atbildīgs par izpildvaras lēmumu pieņemšanu — kad pārbaudīt asinis vai dot sev injekciju —, un sistēmai ir daudz iespēju cilvēku kļūdām. Tomēr tagad pētnieki saka, ka mākslīgā aizkuņģa dziedzera pirmās paaudzes, kas spētu pieņemt lielāko daļu lēmumu par devu bez lietotāja iejaukšanās, varētu būt pieejamas tuvāko gadu laikā.
Mākslīgais aizkuņģa dziedzeris: Zinātnieki savieno nepārtrauktus glikozes monitorus, piemēram, šeit attēloto ierīci (balta ierīce, augšpusē), ar insulīna sūkņiem, piemēram, šeit attēloto (peidžera ierīce, apakšā), lai izveidotu mākslīgu aizkuņģa dziedzeri cilvēkiem ar cukura diabētu. Šajā Medtronic komerciālajā sistēmā glikozes monitors bezvadu režīmā pārraida datus uz sūkni, izmantojot skaitītāju (nav attēlā). Tomēr lietotājam joprojām ir jāizlemj, cik daudz insulīna viņam nepieciešams, un pašam tas jāizdod. Mākslīgā aizkuņģa dziedzerī speciāli izstrādāti algoritmi aprēķinātu, cik daudz insulīna ir nepieciešams un cik ātri, un pēc tam signalizēs par zāļu piegādi bez cilvēka iejaukšanās.
1. tipa cukura diabēts attīstās, kad cilvēka aizkuņģa dziedzera saliņu šūnas pārstāj ražot pietiekamu daudzumu insulīna, atstājot ķermeni nespēju patstāvīgi regulēt cukura līmeni asinīs. Ja glikozes līmeņa svārstības ilgstoši netiek kontrolētas, tās var izraisīt nervu bojājumus, aklumu, insultu un sirdslēkmes. Pat modrākajiem cukura diabēta slimniekiem joprojām bieži sastopami glikozes līmeņa kritumi un kāpumi. Mums šodien ir pieejami dati, kas liecina, ka jūs varētu iegūt daudz labākus diabēta rezultātus, ja vadību uzņemtos dators, nevis cilvēks ar diabētu to visu darītu pats, saka Ārons Kovaļskis, Nepilngadīgo diabēta pētniecības fonda pētniecības direktors. Mākslīgā aizkuņģa dziedzera projekts .
Visvienkāršākajā līmenī mākslīgais aizkuņģa dziedzeris sastāv no trim komponentiem: nepārtraukta sensora glikozes līmeņa noteikšanai reāllaikā, miniatūra datora, kas var uzņemt šos rādījumus un izmantot algoritmu, lai paredzētu, kas notiks tālāk, un noteiktu, cik daudz insulīna nepieciešams. lai saglabātu vienmērīgu līmeni, un insulīna sūkni, ko darbina dators, kas dozē atbilstošo zāļu daudzumu.
Divas no sastāvdaļām — insulīna sūkņi un nepārtraukti glikozes līmeņa monitori — jau ir komerciālā tirgū (pēdējie tikai pirms dažiem gadiem saņēma ASV Pārtikas un zāļu administrācijas tirdzniecības atļauju). Tuvākajā laikā jūs, iespējams, varētu izveidot diezgan stabilu sistēmu ar mūsdienu tehnoloģijām, saka Kovaļskis, kura grupa ir vadījusi koalīciju, kuras mērķis ir pēc iespējas ātrāk laist tirgū mākslīgo aizkuņģa dziedzeri.
Konsorcija dalībnieki eksperimentē ar šīs slēgtā cikla sistēmas variācijām, kas nosauktas tāpēc, ka datora algoritms savieno insulīna sūkni un glikozes monitoru, aizverot cilpu. Varbūt cilvēks, kas ir vistuvāk komerciālas sistēmas attīstībai Romāns Hovorka , galvenais zinātniskais līdzstrādnieks Kembridžas Universitātē, Apvienotajā Karalistē, kur viņš vada Diabēta modelēšanas grupu. Viņa pirmajā slēgtā cikla pētījumā tika pārbaudīta sistēmas efektivitāte, kad tā tika lietota nakti, stundās, kad cukura līmenis asinīs var strauji pazemināties un var rasties komplikācijas. Es vēlos pāriet uz pieeju, ko varētu komercializēt, un visvienkāršākais ir aizvērt cilpu uz nakti, laikā, kad vienalga nevar darīt pārāk daudz ar insulīnu.
Hovorka izmantoja divas ierīces, abas ir pieejamas tirdzniecībā. Pirmais, nepārtraukts glikozes monitors, sastāv no zemādas sensora, kas mēra glikozes līmeni audos zem ādas, un ierīces, kas bezvadu režīmā sazinās ar sensoru, lai lejupielādētu tā datus. Otrais ir pats sūknis, peidžera izmēra ierīce ar insulīna rezervuāru, kas caur tievu caurulīti ievada zāles zemādas adatā. Hovorka un viņa līdzstrādnieki pievienoja algoritmu, kas ne tikai lika sūknim un sensoram sazināties vienam ar otru, bet arī izņēma (guļošo) lietotāju no attēla, precīzi nosakot, cik insulīna jāizlej ik pēc 15 minūtēm.
Pārbaudot 12 bērniem ar 1. tipa cukura diabētu, slēgtā cikla sistēma sasniedza bērnu glikozes līmeni mērķa diapazonā 61% gadījumu, salīdzinot ar 23% tiem, kuri ievēroja savu parasto režīmu. Izmantojot slēgto cilpu, mēs varam izvairīties no galējībām — ārkārtīgi slikta zema un ārkārtīgi slikta augsta, saka Hovorka. Pašlaik viņš strādā ar ierīču ražotājiem šajā nozarē, lai izveidotu tirgojamu komerciālu produktu.
Tehnoloģiski atlikušie šķēršļi pētniekiem ir pilnveidošana, piemēram, algoritmu izveide, kas ir īpaši izstrādāti, lai prognozētu, kādā virzienā un kādā ātrumā pārvietojas glikozes līmenis. Citi pētnieki strādā pie sensoriem, kas var kontrolēt glikozes līmeni asinīs ilgākā laika periodā (šobrīd sensori ir jānomaina ik pēc trim līdz astoņām dienām) un ar uzlabotu precizitāti.
Neskatoties uz to, ka liela daļa tehnoloģiju ir tirgū, pētniekiem joprojām ir jāpierāda FDA, ka viņu sistēma ir droša, ja to apvieno ar algoritmiem, un ja kaut kas noiet greizi — ja sensors sabojājas vai insulīna sūknis aizsērējas, dators to var sajust un vai nu ieslēgt trauksmi, vai izslēgt visu sistēmu.
Jums nav jāiegūst ideāla sistēma, lai panāktu milzīgu progresu un ievērojami atvieglotu sadzīvošanu ar diabētu, saka Viljams Tamborlens , Jēlas Medicīnas skolas bērnu endokrinoloģijas nodaļas vadītājs, kurš 70. gadu beigās izgudroja insulīna sūkņa terapiju. Kā klīnicistam viņu vairāk interesē redzēt, kā šie progresīvie sasniegumi nonāk pie pacientiem, nevis gaidīt, kad tiks izveidota ideāla sistēma. Tagad mums ir sensori, kas katru minūti var noteikt cukura līmeni asinīs, saka Tamborlane. Un mums ir insulīna sūkņi, kas var mainīt insulīna devu katru minūti. Šobrīd mūsu rīcībā ir tehnoloģija, kas ir diezgan tuvu tam, ko varētu uzskatīt par labāko risinājumu.