По для искусственной поджелудочной железы
Патология сахарный диабет (СД) считается очень распространённым недугом, связанным с нарушением эндокринной системы. Заболевание не только влечет за собой изменения в углеводном обмене, но и чревато тяжёлыми осложнениями. Также сахарный диабет причислен к факторам, провоцирующим развитие хронических патологий сердца. Как известно, ХСН — довольно опасное заболевание. Зачастую именно сердечная недостаточность приводит к инвалидизации и снижению качества жизни.
Сахарный диабет развивается вследствие недостаточности эндокринной части поджелудочной железы или снижения резистентности тканей. В итоге инсулин перестаёт вырабатываться и попадать в кровь. Данный гормон нужен, чтобы происходил обмен углеводов, в частности глюкозы.
Большую опасность для здоровья представляет 1-й тип сахарного диабета, характеризующийся нарушением выработки инсулина. Чаще всего он проявляется в раннем возрасте (подростковый период), поэтому быстро приводит к повреждению нервной ткани, эндотелия сосудов, нефро- и ретинопатии.
На протяжении последних лет все чаще стала появляться информация о разработке такого изобретения, как искусственная поджелудочная железа. По данным учёных, подобный аппарат позволит существенно облегчить существование пациентов, больных СД.
Что такое искусственная поджелудочная железа?
Поджелудочная железа относится к органам пищеварительной системы. Основное её предназначение – выработка ферментов, необходимых для осуществления усваивания еды в кишечнике. Помимо этого поджелудочная железа имеет эндокринную часть. В ней вырабатываются гормоны – глюкагон, соматостатин, инсулин. При нарушении продукции последнего развивается 1-й тип сахарного диабета. Искусственная поджелудочная железа – это устройство, благодаря которому должна осуществляться выработка инсулина в кровь. Данный аппарат представляет собой встроенный механизм, выполняющий функцию поврежденного органа.
Механизм действия заменителя поджелудочной железы
Аппарат искусственной поджелудочной железы состоит из двух связанных механизмов. Первый – это инсулиновая помпа. Она была изобретена ранее и значительно облегчила жизнь пациентам с сахарным диабетом. Данное устройство представляет собой резервуар, в котором содержится инсулин короткого действия.
Как известно, больные с диагнозом «сахарный диабет» вынуждены постоянно подсчитывать количество съеденных углеводов и вводить гормон подкожно перед каждым приёмом еды. Чтобы этого избежать, была изготовлена инсулиновая помпа. В ней содержится достаточное количество инсулина, который поступает в кровь самостоятельно, то есть без инъекций. Кроме того, препарата, содержащегося в помпе, хватает на несколько дней.
Второй механизм, имеющийся в составе искусственного «органа», — это глюкометр. В отличие от инсулиновой помпы, этот прибор не имплантируется под кожу пациента. Он необходим с целью осуществления мониторинга уровня глюкозы в крови. Оба описанных механизма были изобретены ранее. Отличием этого устройства является то, что в нем соединены эти 2 аппарата. Кроме того, оно работает в автономном режиме. При использовании инсулиновой помпы пациенту требуется постоянно вводить значение измеряемой величины глюкозы и рассчитывать дозу вводимого препарата. Искусственная поджелудочная железа поможет избавить больных от этой обязанности.
Особенностью изобретения является то, что система мониторинга напрямую сообщается с инсулиновой помпой. Данный механизм носит название «система закрытой петли». Чтобы устройство исправно работало, контроль над ним осуществляет опытный специалист, который имеет возможность следить за функционированием аппарата дистанционно. Благодаря этому изобретению жизнь пациентов, страдающих 1-м типом сахарного диабета, не будет отличаться от здоровых людей. Ведь изобретение способно полностью восстановить работу поврежденного органа.
Функции искусственной поджелудочной железы
Основным предназначением изобретенного «органа» считается осуществление контроля над обменом углеводов. В норме эту функцию выполняет гормон инсулин. При СД 1-го типа данное биологически активное вещество не продуцируется поджелудочной железой. Поэтому гормон необходимо вводить в кровь извне. Чтобы приблизить жизнь пациентов к нормальному существованию, был изобретен искусственный орган. К основным функциям устройства относятся:
- Постоянный мониторинг уровня сахара в крови. Измерение проводится автономно каждые 5 минут.
- Введение инсулина короткого действия из помпы при гипергликемии. Поступление гормона в кровь должно осуществляться постоянно, в частности при употреблении пищи и выполнении физических нагрузок.
- Беспрерывный контроль устройства за сочетанной работой глюкометра и инсулиновой помпы.
Также к функциям аппарата следует отнести снижение риска развития осложнений сахарного диабета и улучшение качества жизни пациентов.
История создания искусственной поджелудочной железы: разработка изобретения
Учитывая то, как быстро в медицине происходят изменения в лучшую сторону, не стоит удивляться тому, что совсем скоро должен появиться такой прибор, который сможет полностью изменить жизнь пациентов, страдающих от инсулинозависимого СД. К сожалению, несмотря на развитие трансплантологии, решить проблему заменой больного органа на здоровую поджелудочную железу практически невозможно. Всё же к 2014 году стало известно о разработке прибора, способного наладить углеводный обмен без рискованной операции. В это время учёные впервые заявили о возможности создания аппарата, который сможет заменить поджелудочную железу. Исследования ведутся во многих странах. По заявлению разработчиков чудо-техники, искусственная поджелудочная железа станет применяться уже в 2018 году. Если расчёты докторов верны, то в скором времени сахарный диабет перестанет быть одним из грозных заболеваний, каковым он считается до сих пор.
Клинические испытания изобретения
На протяжении двух лет проводятся крупные научные исследования, позволяющие в ближайшем будущем внедрить в практику такое устройство, как искусственная поджелудочная железа. Появится аппарат, по заявлению ученых университета Виргинии, в 2018 году. Первое масштабное клиническое испытание было направлено на тестирование устройства, работающего по принципу «замкнутой петли». В настоящее время осуществляется оценка эффективности прибора.
Отзывы ученых и врачей об изобретении
Изучением и разработкой чуда техники занимаются ученые многих передовых институтов диабетологии. По мнению врачей, устройство станет одним из великих достижений в области медицины.
Источник
Привет всем!
Сегодня хочу поделиться полезной и интересной информацией связанной с лечением сахарного диабета 1-типа, а точнее рассказать о новой, а еще точнее — двух разных системах искусственной поджелудочной железы.
Все мы, родители маленьких диабетиков да и взрослые диабетики знаем, что при сахарном диабете 1-го типа поджелудочная железа не вырабатывает инсулин, который помогает организму превращать глюкозу из сахара и углеводов в энергию. Без инсулина сахар в крови повышается, что может привести к диабетическому кетоацидозу, гипергликемии, а слишком большое количество инсулина в крови диабетика — сахар может упасть до опасно низких уровней и вызвать гипогликемию.
Основная задача контроля диабета — добиться ежедневного поддержания «хорошего» и безопасного уровня содержания сахара в крови, хорошего гликемического гемоглобина HbA1c (<6%) и, избежать осложнений сахарного диабета.
Вероятно, что многие из вас уже слышали о новой системе Medtronic MiniMed 670G, которая часто упоминается как «искусственная поджелудочная железа».
В октябре 2016 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA — агентство в Министерстве здравоохранения и социальных служб США) одобрило первую коммерческую искусственную поджелудочную железу для рынка США, разработанную компанией медицинского оборудования Medtronic.
Это первая в своем роде технология которая может предоставить людям с диабетом 1-го типа большую свободу и жить жизнью без постоянного и ручного мониторинга уровня глюкозы в крови и введения инсулина. Это первая одобренная FDA система, которая состоит из монитора глюкозы и инсулиновой помпы в одном устройстве.
Это устройство автоматически вводит или удерживает инсулин в ответ на измерения уровня глюкозы в крови каждые пять минут. Дерек Рап (Derek Rapp), главный исполнительный директор Исследовательского фонда по делам несовершеннолетних, который потратил 116 миллионов долларов на исследования в области искусственной поджелудочной железы, и у которого сын болен диабетом 1-го типа, сказал, что «это устройство будет приносить спокойствие, зная, что в большинстве случаев, у человека (диабетика) будет нормальный диапазон сахара в крови».
Система Medtronic MiniMed 670G только сейчас выходит на рынок США и стоит на сегодняшний день около 8000 долларов США. Плюс дополнительные расходы на одноразовые картриджи. Пока что это устройство разрешено для людей с сахарным диабетом 1-го типа в возрасте 14 лет и старше.
Теперь о самом устройстве.
Система состоит из:
- датчика, который измеряет уровень глюкозы в крови под кожей (CGM)
- инсулиновой помпы (insulin pump)
- инфузионного пластыря, который доставляет инсулин из помпы через катетер, вставленный в кожу
- и компьютерной микросхемы, которая использует данные для оптимизации доставки инсулина на минуту
Система MiniMed 670G предназначена для корректировки уровней инсулина с небольшим или отсутствием ввода инсулина пользователем. Работает путем измерения уровней глюкозы каждые пять минут и автоматического введения или удержания инсулина. В то время как устройство автоматически регулирует уровни инсулина, пользователям все же необходимо вручную вводить дозы инсулина для покрытия потребляемых углеводов (т.е. еды).
Результаты клинического исследования, в котором участвовало 123 участника с диабетом 1-го типа, показали, что использование этой системы значительно снизило средний уровень глюкозы (HbA1c) в крови в течение трех месяцев, причем наибольшее улучшение наблюдалось у людей с самым высоким уровнем глюкозы в крови на исходном уровне. В ходе исследования не отмечалось каких-либо серьезных побочных эффектов, диабетического кетоацидоза (ДКА) или тяжелой гипогликемии (низкий уровень глюкозы). Это исследование также показало, что устройство безопасно для использования у людей в возрасте 14 лет и старше с диабетом 1-го типа.
Однако, есть риски, связанные с использованием этой системы, которые могут включать гипогликемию, гипергликемию, а также раздражение кожи или покраснение вокруг инфузионного пластыря устройства. Пока что считается, что новейшая версия этого устройства небезопасна для детей 6 лет и младше, и пациентов, которым требуется менее восьми единиц инсулина в день.
На данный момент Medtronic проводит клинические исследования для оценки безопасности и эффективности устройства у детей 7-13 лет, страдающих сахарным диабетом 1-го типа.
Ну, а нам, живущим за пределами США, остается только ждать, когда система искусственной поджелудочной железы Medtronic MiniMed 670G выйдет на наши рынки.
Но, вот некоторым диабетикам, таким как Дана Люис (Dana Lewis) и ее помощникам не захотелось долго ждать этого нового устройства.
Дана Люис (Dana Lewis) вместе с соавтором и мужем Скоттом Лейбрандом (Scott Leibrand) изобрела свою систему. И помогли им в этом совершенно незнакомые люди в социальных сетях, совместно с которыми происходил обмен кодом.
Это тоже не биологический орган. Система искусственной поджелудочной железы Люиса представляет собой компьютерную систему «OpenAPS» (The Open Artificial Pancreas System) с открытым исходным кодом, которая контролируя инсулиновую помпу и опираясь на значения монитора глюкозы (CGM) при необходимости подает или останавливает подачу инсулина.
Мы уже знаем, даже если система Medtronic MiniMed 670G будет более распространена в мире, то стоить она будет далеко недешево.
A «OpenAPS» предлагает более дешевую альтернативу диабетикам, которые уже пользуются инсулиновыми помпами и монитором глюкозы (CGM). Это всего лишь 150 долларов США за дополнительное оборудование.
Система состоит из:
- датчика, который измеряет уровень глюкозы в крови под кожей (CGM)
- инсулиновой помпы (insulin pump)
- и небольшой аппаратной установки, состоящей из небольшого компьютера, радиоприемника и аккумулятора
Фото 1: Fast Company поставила 28-летнюю Люис в список «100 самых креативных людей в бизнесе в Америке». Фото 2: На этом изображении показан размер контрольного устройства «OpenAPS», которое изобрела Дана Льюис.
Открыть свою компанией по изготовлению и распространению системы «OpenAPS» Дана Люис (Dana Lewis) не имеет права. Но нет правил о создании подобного проекта в Интернете. Поэтому создатели держат свой код открытым и доступным для всех. И тем из вас, кому не хочется ждать официальной «искусственной поджелудочной железы», но хочется получить некоторый контроль диабета могут создать свое собственное устройство.
Благодаря Дане искусственная поджелудочная железа уже сегодня для многих диабетиков недорогая и еффективная реальность. По оценкам Даны Люис, около 400 человек во всем мире уже используют OpenAPS, и это число растет, поскольку все больше людей узнают о системе. Это не подходящее решение для всех диабетиков, но для людей, которые не хотят ждать коммерческого варианта искусственной поджелудочной железы, это может быть огромным облегчением.
«OpenAPS» не является одобренной FDA системой или устройством. Он не производится и не продается нигде в мире.
Это система с открытым исходным кодом, которую вы можете выбрать самостоятельно перейдя на официальный сайт openaps.org и посмотреть документацию и код. Вы можете посмотреть дизайн и решить — «хочу ли я это сделать?» Вы также можете узнать более подробно об этом устройстве. Вы также можете посмотреть, как Дана объясняет работу системы. Единственное — надо знать английский.
Дана Люис известна как основатель «OpenAPS» с открытым кодом и возглавляет сообщество «Сделай сам» (DIY) пациентов с диабетом, которые постоянно внедряют новые технологии, чтобы помочь справиться с диабетом. Дана построила технологию, которая уже меняет и спасает жизни людей с диабетом 1-го типа, и она сделала это за многие годы до выхода на рынок коммерческих устройств.
Ее устройство имеет успех — сотни людей используют его, в том числе Люис, и привлекают внимание молодых изобретателей. Именно этой весной (2017) Fast Company поставила 28-летнюю Люис в список «100 самых креативных людей в бизнесе в Америке».
Устройство «OpenAPS» (Искусственная поджелудочная железа) имеет успех — сотни людей уже используют его, в том числе и Дана Люис.
Всем здоровья и надежд!
????
P.S. Пока наш консервативный диабетик только начал разбираться в документации системы «OpenAPS». Я не уверена в том, что мы будем ею пользоваться в ближайшее время. Но поделиться такой интересной информацией с нашими читателями я не могла.
Источник
В Сколково создана искусственная поджелудочная железа, управляемая с помощью приложения на смартфоне. Необычная инсулиновая помпа сможет полностью взять на себя функции удаленного органа у пациентов с травмами и онкологическими заболеваниями, а также поддерживать нужный уровень инсулина в норме без ежедневных подсчетов у диабетиков.
Резиденты фонда «Сколково» представят проект на Российском инвестиционном форуме в Сочи 13 февраля. Авторы разработки рассказали корреспонденту Федерального агентства новостей, как современный гаджет может продлить жизнь десяткам тысяч россиян.
«Самый опытный врач и самый опытный пациент не в состоянии идеально подобрать настройки инсулиновой помпы, потому что день ото дня и даже в течение дня потребность в инсулине меняется», — рассказал ФАН научный сотрудник Отдела инноваций и развития Института диабета ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр эндокринологии», старший научный консультант ООО «Бета-Тех» Юрий Филиппов.
На объемы требуемого инсулина влияют десятки параметров: это не только еда и физическая активность, но и настроение, погода, стресс, умственная нагрузка, состояние здоровья, напомнил собеседник ФАН.
«Вплоть до того, есть насморк или нет, — это все тоже влияет. Учесть это количественно при подсчете дозы инсулина, которую человек сам себе вводит, очень сложно. Люди ошибаются в подсчетах, и содержание глюкозы в крови в итоге выходит за пределы нормы», — пояснил Филиппов.
Компания-резидент фонда «Сколково» объединила несколько практикующих эндокринологов, математиков и программистов. Их совместная разработка сегодня не имеет аналогов в мире: через приложение на смартфоне инсулиновая помпа подключается к нейросети, оперирующей массивом данных пациентов. Алгоритм просчитывает и корректирует дозу инсулина, вводимую человеку. Все существующие сегодня аналоги либо не имеют алгоритма автоматической регулировки настроек, либо он встроен в саму помпу.
По словам разработчиков, даже самые простые модели смартфонов сегодня обладают более совершенными вычислительными возможностями, чем все имеющиеся на рынке инсулиновые помпы. На встроенный во внутреннюю электронику алгоритм помпа переходит только в экстренной ситуации: в случае выключения смартфона или отсутствия связи с ним. Риск длительного повышения уровня глюкозы в крови из-за ошибок в расчетах таким образом сводится к минимуму.
«Если у человека с сахарным диабетом уровень глюкозы в крови в норме, то никаких осложнений не возникает: он живет, как обычные люди.
Но чем больше времени он провел с высоким уровнем глюкозы, тем быстрее развиваются поздние осложнения диабета — вплоть до потери зрения, утраты функции почек, потери нижних конечностей. Эти осложнения являются причиной ранней смертности», — пояснил Юрий Филиппов.
На данный момент искусственная поджелудочная железа находится на стадии создания предсерийного образца. Инновационный алгоритм расчета доз инсулина уже прошел доклинические испытания, для следующего этапа нужна регистрация медицинского устройства.
Кроме того, разработчики планируют заняться производством самих инфузионных систем, которые сегодня производятся только за рубежом. На проходящем в эти дни в Сочи форуме инноваторы рассчитывают на привлечение инвесторов в проект.
Предполагаемая стоимость искусственной поджелудочной железы для потребителей должна составить около 50 000 рублей. Аналогичные устройства сегодня стоят в среднем от 100 до 280 тысяч рублей.
«У нас в стране — более 270 000 пациентов с диабетом первого типа. Примерно половина из них — потенциальные пользователи инсулиновых помп. Сейчас помпами пользуются менее 5% пациентов.
Еще около 4 миллионов человек — это пациенты с диабетом второго типа, при котором реже, но все же могут применяться инсулиновые помпы», — рассказал разработчик бизнес-модели проекта Юрий Тарасов.
Изобретатели искусственной поджелудочной железы стали участниками выставочной программы Российского инвестиционного форума, который пройдет в Главном медиацентре Олимпийского парка в Сочи с участием председателя правительства РФ Дмитрия Медведева.
Основная программа запланирована на 14 и 15 февраля, но уже 13 февраля в рамках РИФ-2019 при участии министра труда и социального развития РФ Максима Топилина проходит форум «Здоровое общество. На пути к цели 80+». В программе запланированы панельные дискуссии и презентация современных разработок в области медицины.
Источник
