تسريب الأنسولين داخل الصفاق لمرضى السكري: بفضل دراسة نتجت عن التعاون بين معهد الروبوتات الحيوية التابع لـ Scuola Superiore Sant'Anna ، وأقسام المنطقة الطبية بجامعة بيزا و Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana ، تم زرع نظام آلي قابل للزرع. تم تطويره (الأول في العالم بهذه الخصائص) قادر على ضخ الأنسولين داخل الصفاق في مرضى السكري

ضخ الأنسولين داخل الصفاق لمرضى السكري: تفتح الدراسة ، التي نُشرت في مجلة Science Robotics ، سيناريوهات جديدة في علاج مرض يصيب ملايين الأشخاص في جميع أنحاء العالم

يتكون الجهاز من نظام صغير يمكن غرسه في جسم الإنسان وربطه بالأمعاء ليعمل كمضخة أنسولين وأقراص قابلة للابتلاع محملة بالأنسولين يمكنها إعادة شحن الجهاز عند نفاد خزان المضخة.

الجهاز هو بديل لاستراتيجيات التحكم في جلوكوز الدم الحالية على أساس الحقن المتكرر تحت الجلد أو الحقن القابلة للارتداء.

هذا يتجاوز استخدام منافذ الوصول والقسطرة والإبر والمحاقن.

النظام الذي طوره الباحثون بتنسيق من Arianna Menciassi ، نائب نائب رئيس Scuola Superiore Sant'Anna ، بالإضافة إلى السماح بالعلاج الموضعي والتسريب الفيزيولوجي يمكن أن يكون مفيدًا جدًا للأشخاص المصابين بداء السكري من النوع 1 ، وخاصة أولئك الذين يضطرون إلى تناول الأنسولين عدة مرات مرات في اليوم.

توضح أريانا مينسياسي: "لقد عملنا لبعض الوقت في مجال الروبوتات من أجل العلاج والجراحة طفيفة التوغل".

لقد قمنا بتطوير كبسولات لمراقبة الجهاز الهضمي وأنظمة مغناطيسية للتشغيل عن بعد في الجراحة.

كجزء من مدرسة الدكتوراه ، توصلنا إلى فكرة التفكير في الكبسولات كمكوكات يمكنها تزويد الأعضاء الداخلية الاصطناعية ، وذلك لعلاج الأمراض المزمنة بالغة الأهمية.

لقد مكننا التمويل من منطقة توسكانا من تحقيق هذه النتائج المشجعة.

ضخ الأنسولين داخل الصفاق: يتم زرع الروبوت جراحياً في الفضاء خارج الصفاق في البطن ويتداخل مع الأمعاء

تتميز بخصائص المضخة القادرة على توصيل الأنسولين بدقة عالية.

عندما ينتقل خزان المضخة إلى "المخزن" ، سيكون للحبة القابلة للهضم مهمة تجديدها من خلال نظام خاص لربط الدواء ونقله من الحبة إلى خزان الروبوت.

يتم ابتلاع الحبوب بشكل طبيعي ، وتمر عبر القناة المعوية إلى منطقة "الالتحام" في حلقة من الأمعاء.

يتم تنشيط آلية مغناطيسية لالتقاط الكبسولة وامتصاص الأنسولين وملء الخزان.

في هذه المرحلة ، يتم إلغاء تنشيط الآلية المغناطيسية وتستأنف الكبسولة الفارغة مسارها إلى الطرد الطبيعي.

بالاقتران مع مستشعر الجلوكوز وخوارزمية التحكم ، ستطلق المضخة الأنسولين في الأوقات والكميات المطلوبة لتنظيم نسبة السكر في الدم بشكل صحيح ، وبالتالي تعمل كأول بنكرياس اصطناعي قابل للزرع بالكامل.

تم تسمية هذا الجهاز باسم PILLSID (نظام زرع PILl-refiLled للتسليم داخل الصفاق) ، وفي الوقت الحالي ، تم التحقق من صحته على المستوى قبل السريري.

توضح فيرونيكا إياكوفاشي ، زميلة ما بعد الدكتوراه في معهد BioRobotics والمؤلفة الرئيسية للدراسة ، أن هذا النظام يمثل خطوة مهمة إلى الأمام في مجال الأنظمة والأجهزة الروبوتية القابلة للزرع بالكامل لتوصيل الأدوية الخاضعة للرقابة.

النتائج التي تم الحصول عليها على المستوى قبل السريري مشجعة للغاية وذات أهمية كبيرة من وجهة نظر تكنولوجية وسريرية.

يمكن لجهاز من هذا النوع أن يجعل من الممكن في المستقبل تطوير أول بنكرياس صناعي قابل للزرع بالكامل ويمكن استخدامه أيضًا في علاج الأمراض المزمنة والحادة الأخرى التي تصيب الأعضاء داخل الصفاق.

ما هي الخطوات التالية لتحقيق الممارسة السريرية في ضخ الأنسولين داخل الصفاق؟

وستشمل هندسة دقيقة للنظام ، وتحسين مقاومة الغرسة للماء والواجهات مع أنسجة المريض ، وأخيرًا التحقق من الصحة قبل السريرية على المدى الطويل لتقييم فوائد النظام الروبوتي في علاج الأمراض المزمنة ".

تم تصميم النظام وتطويره بفضل خبرة الروبوتات الطبية والهندسة الحيوية لدى Istituto di BioRobotica في Scuola Sant'Anna.

إن البروتوكول قبل السريري وزرع الروبوت وعملية التحكم في نسبة الجلوكوز في الدم هي نتيجة تعاون مكثف مع أقسام المنطقة الطبية بجامعة بيزا و Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana.

يقول إيمانويل فيديريكو كوفمان وفابيو فيستولي ، الباحثان في جامعة بيزا والجراحون في Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana ، المسؤولون عن التحقق قبل السريري للجهاز الجديد: "التعاون الموحد متعدد التخصصات بين المهندسين والأطباء والجراحين من ثلاثة من أهم المؤسسات الأكاديمية والرعاية الصحية في بيزا جعلت من الممكن تحقيق التطبيق التجريبي للجهاز الأصلي بسرعة استنادًا إلى مبدأ التطبيق الذي يمكن استخدامه في العديد من المجالات السريرية بخلاف الاختبارات المحددة التي يتم إجراؤها لعلاج مرض السكري.

النتائج المسجلة مشجعة للغاية لدرجة أننا نتوقع أن نكون قادرين على الوصول إلى مرحلة التطبيق السريري الكامل على البشر بنفس السرعة ، بعد مرحلة أخرى من التطوير والتحسين ".

ستيفانو ديل براتو ، الأستاذ في قسم الطب السريري والتجريبي في جامعة بيزا ومدير OU للأمراض الأيضية والسكري في الجامعة العربية الأمريكية المفتوحة ، والذي شارك في البحث مع الدكتور ميشيل أراغونا ، علق قائلاً: "هذا العام هو الذكرى المئوية لاكتشاف الأنسولين ، وهي مرحلة أساسية في تاريخ الطب ونقطة تحول في علاج مرضى السكري.

ومع ذلك ، فإن العلاج بالأنسولين معقد: فهو يتطلب حقن الأنسولين المتعددة تحت الجلد وتعديل دقيق للجرعة بناءً على قياسات عديدة لمستويات الجلوكوز في الدم.

لذلك ، منذ البداية ، حاولت الأبحاث إيجاد حلول لجعل الحياة أسهل لمرضى السكري وللتحكم في المرض بشكل أكثر فعالية.

تم تطوير فكرة البنكرياس الاصطناعي منذ 50 عامًا ، وأصبحت بعض النماذج الآن قريبة من الاستخدام السريري.

لكن التعاون بين Scuola Superiore Sant'Anna وجامعة بيزا و Azienda Ospedaliera يفتح آفاقًا أوسع وأكثر واعدة لتقديم مستقبل أفضل للعديد من مرضى السكري الذين يعالجون بالأنسولين ، وبالتحديد بمناسبة هذه الذكرى المئوية التاريخية ".

تفاصيل الدراسة

في. إياكوفاتشي ، آي تامادون ، إي إف كوفمان ، إس باني ، في سيموني ، إل مارزيالي ، إم أراغونا ، إل كوبوتشيو ، إم تشياروجي ، بي داريو ، إس ديل براتو ، إل ريكوتي ، إف. Vistoli ، A. Menciassi ، جهاز قابل للزرع بالكامل لتوصيل الأدوية داخل الصفاق معاد تعبئته بواسطة كبسولات قابلة للهضم ، Science Robotics 6 ، eabh3328 (2021) ؛

اقرأ أيضا:

أصدرت جامعة أوغسبورغ دراسة تربط بين الالتهام الأنبوبي والفشل الكلوي في مرضى السكري

قد يؤدي كوفيد إلى الإصابة بمرض السكري: الدراسة الإيطالية الأمريكية في "استقلاب الطبيعة"

المصدر

سكولا سوبريور سانتانا