Створена біонічна підшлункова залоза

Відео: Біочеловек Рекс

На сторінках New England Journal of Medicine массачусетські вчені заявили про створення біонічної підшлункової залози, яка допоможе контролювати рівень глюкози у хворих на цукровий діабет 1 типу.

Бионическая підшлункова залоза покликана замінити використовувані сьогодні інсулінові помпи.

Щороку понад 30 000 жителів Сполучених Штатів вперше чують страшний діагноз - цукровий діабет 1 типу.

Це важке аутоімунне захворювання, при якому підшлункова залоза припиняє вироблення гормону інсуліну, необхідного для засвоєння клітинами глюкози. Вчені вважають, що цей стан розвивається через те, що імунна система хворого вражає бета-клітини власної підшлункової залози.

Революційний пристрій було створено дослідниками з Массачусетської загальної лікарні (Massachusetts General Hospital) і Бостонського університету (Boston University). Бионическая підшлункова залоза складається з смартфона, сполученого з апаратом для безперервного моніторингу рівня глюкози і двох помп, які доставляють в організм необхідні дози гормонів кожні 5 хвилин.

Дослідницька команда на чолі з доктором Стівеном Расселом (Steven Russell) з відділення діабетології Массачусетської загальної лікарні та інженером Едвардом Даміано (Edward Damiano) з відділення біомедичного інжинірингу BU провела тестування першого покоління свого пристрою ще в 2010 році. Цей експеримент, в якому брали участь 27 осіб з цукровим діабетом 1 типу, був проведений в строго контрольованою лікарняному середовищі. Під час нього пацієнти отримували тільки призначений лікарем раціон і більшу частину часу перебували в ліжку.

Але тепер вчені створили новий, ношений прототип пристрою, який, за словами доктора Расселла, дозволяє пацієнтам «залишатися набагато ближче до звичного оточення, вправлятися в спортзалі і є те, що вони вважають за краще».

Адаптація пристрою до потреб хворих

Оригінальна версія пристрою, хоча і дала позитивні результати, але мала деякі недоліки, які не дозволили б використовувати біонічну підшлункову залозу за межами лікарні. Наприклад, система контролю глюкози була нездатна адаптуватися до умов, що змінюються, а також до відрізняється потребам дорослого і дитини.

Вчені відзначають, що у підлітків швидке зростання і гормональні зміни означають, що потреба в інсуліні може істотно відрізнятися від такої для дорослих людей з тією ж масою тіла. Крім того, незважаючи на відносну передбачуваність потреби в інсуліні дорослої людини, при розладі шлунка або звичайної застуди необхідні дози інсуліну можуть змінюватися.

З огляду на все перераховане, дослідники ввели безліч доопрацювань в програмне забезпечення пристрою, тому тепер воно здатне адаптуватися до індивідуальних потреб пацієнта. Більш того, вони додали в систему смартфон, що дозволило без проводів активувати дві помпи - одна вивільняє інсулін, а друга глюкагон.

Вчені пояснюють, що кожні 5 хвилин смартфон, такий як використовуваний в експериментах iPhone 4S, отримує показники рівня глюкози від датчика глюкози безперервної дії. Потім програмне забезпечення смартфона виконує розрахунок необхідної дози інсуліну, виходячи з індивідуальних параметрів пацієнта. Після цього помпа вводить потрібну дозу, і цукор тримається на оптимальному рівні.

Смартфон також оснащений програмним забезпеченням, яке вимагає, щоб пацієнт перед прийомом їжі вводив в нього інформацію про страви. Мається на увазі оцінка вмісту вуглеводів в порції - низька, висока або середня. Команда стверджує, що це значно простіше, ніж традиційні підрахунки кількості з`їдених вуглеводів.

Тестування пристрою на дорослих і підлітків

Для першого етапу свого дослідження команда відібрала 20 учасників віком старше 21 років з цукровим діабетом 1 типу, які носили пристрій протягом 5 днів. Всі учасники жили вдома, деякі контролювали свій цукор за допомогою інсулінової помпи.

Під час експерименту всіх їх на всякий випадок просили не залишати трехмільную зону навколо центру Бостона, тому помічники дослідників могли весь час перевіряти їх стан. При використанні біонічної підшлункової залози до учасників прикріплювалася медсестра, яка перебувала поруч цілодобово. Учасникам дозволялося вибирати будь-який рівень фізичної активності, який їм подобається. Вони також могли харчуватися в ресторані.

У другому етапі дослідження було задіяно 32 учасники віком 12-20 років з цукровим діабетом 1 типу, які перебували в літньому таборі весь час проведення експерименту. При використанні біонічної підшлункової залози рівень глюкози у тінейджерів дистанційно спостерігалося медичним персоналом, що знаходяться в таборі. Учасники слідували однаковому розпорядку дня і їли одні й ті ж страви.

В обох групах біонічна підшлункова залоза видавала попередження про занадто різкому падінні рівня глюкози в крові і необхідності вжити додаткову порцію вуглеводів.

«Чудові» результати

Вчені порівняли ефективність нового пристрою в дорослому і підлітковій групі. Доктор Расселл каже, що вони були здивовані результатами кожної фази дослідження. За його словами, пацієнти з біонічної підшлунковою залозою не тільки мали більш низький середній рівень глюкози в порівнянні з людьми на інсулінової помпи, а й відчували значно менше епізодів гіпоглікемії.

«Страх гіпоглікемії може обмежувати спроби людей тримати в рамках свій рівень цукру, а це дуже важливо для профілактики довготривалих ускладнень цукрового діабету. Тому наш результат просто чудовий », - говорить доктор.

В обох групах - підліткової та дорослої - середній рівень глюкози становив 159 мг / дл (8,8 ммоль / л). Але різниця у людей, які використовували біонічну підшлункову залозу, була значною - 133 мг / дл (7,4 ммоль / л) у дорослих і 142 мг / дл (7,9 ммоль / л) у підлітків.

Для більшості хворих на діабет, крім вагітних жінок, Американська асоціація діабету (American Diabetes Association) рекомендує підтримувати середній рівень глюкози на рівні 154 мг / мл (8,5 ммоль / л) - 70-130 мг / дл (3,9-7, 2 ммоль / л) перед їжею і не більше 180 мг / мл (10 ммоль / л) після прийому їжі.

Коментуючи отримані результати, Даміано сказав: «У обох наших дослідженнях даний пристрій перевершило всі очікування в плані здатності регулювати рівень глюкози, запобігати гіпоглікемії і автоматично адаптуватися до індивідуальних потреб дорослих пацієнтів, деякі з яких дуже чутливі до інсуліну, а також підлітків, які зазвичай потребують у великих дозах інсуліну. Сьогодні немає методів контролю діабету, які давали б подібні результати ».