Implantabilni roboti i magnetske kapsule: nova granica infuzije inzulina u dijabetičara
Intraperitonealna infuzija inzulina u dijabetičara: zahvaljujući studiji koja je rezultat suradnje između Instituta za biorobotiku Scuola Superiore Sant'Anna, Odjela za medicinsko područje Sveučilišta u Pisi i Aziende Ospedaliero-Universitaria Pisana, ugrađeni robotski sustav razvijene (prve u svijetu s ovim karakteristikama) sposobne za intraperitonealnu infuziju inzulina u dijabetičara
Intraperitonealna infuzija inzulina kod dijabetičara: studija objavljena u časopisu Science Robotics otvara nove scenarije u liječenju bolesti koja pogađa milijune ljudi širom svijeta
Uređaj se sastoji od malog sistema koji se može implantirati u ljudsko tijelo i povezati s crijevom kako bi djelovao kao inzulinska pumpa, te tableta koje se mogu unijeti inzulinom i koje mogu napuniti uređaj kada se rezervoar pumpe isprazni.
Uređaj je alternativa trenutnim strategijama kontrole glukoze u krvi zasnovanim na ponovljenim potkožnim injekcijama ili nosnim infuzijama.
Time se zaobilazi upotreba pristupnih priključaka, katetera, igala i šprica.
Sustav koji su razvili istraživači koordinira Arianna Menciassi, zamjenica prorektora Scuola Superiore Sant'Anna, kao i omogućavanje lokalizirane terapije i fiziološke infuzije može biti vrlo koristan za osobe s dijabetesom tipa 1, posebno za one koji moraju uzimati inzulin nekoliko puta puta dnevno.
"Već neko vrijeme radimo u robotici za terapiju i minimalno invazivnu hirurgiju", objašnjava Arianna Menciassi.
Razvili smo kapsule za gastrointestinalni nadzor i magnetske sisteme za daljinsko upravljanje u hirurgiji.
Kao dio doktorske škole, došli smo na ideju da o kapsulama razmišljamo kao o šatlovima koji mogu opskrbiti umjetne unutrašnje organe, kako bi se liječile izuzetno važne kronične bolesti.
Financiranje iz regije Toskana omogućilo nam je postizanje ovih ohrabrujućih rezultata.
Intraperitonealna infuzija inzulina: robot se kirurški implantira u abdominalni ekstraperitonealni prostor i povezuje s crijevom
Ima karakteristike pumpe koja može isporučiti inzulin s visokom preciznošću.
Kada rezervoar pumpe ode u „rezervu“, tableta za gutanje će imati zadatak da je napuni posebnim sistemom povezivanja i prenošenja leka iz pilule u rezervoar robota.
Tablete, koje se normalno progutaju, prolaze kroz crijevni trakt do područja "pristajanja" u petlji crijeva.
Aktivira se magnetski mehanizam za hvatanje kapsule, usisavanje inzulina i punjenje rezervoara.
U tom se trenutku magnetski mehanizam deaktivira i prazna kapsula nastavlja svoj put do normalnog izbacivanja.
U kombinaciji sa senzorom glukoze i kontrolnim algoritmom, pumpa će otpuštati inzulin u vrijeme i u količinama potrebnim za pravilnu glikemijsku regulaciju, funkcionirajući tako kao prvi potpuno implantabilni umjetni gušterača.
Ovaj uređaj je dobio naziv PILLSID (PILl-filirani implantirani sistem za intraperitonealni porođaj) i trenutno je validiran na pretkliničkom nivou.
Ovaj sistem, “objašnjava Veronica Iacovacci, postdoktorantica na Institutu za bioRobotiku i vodeći autor studije,„ značajan je korak naprijed u području potpuno implantabilnih robotskih sistema i uređaja za kontroliranu isporuku lijekova.
Rezultati dobiveni na pretkliničkoj razini iznimno su ohrabrujući i od velike važnosti s tehnološkog i kliničkog stajališta.
Uređaj ove vrste mogao bi u budućnosti omogućiti razvoj prvog potpuno implantabilnog umjetnog gušterače, a mogao bi se koristiti i u liječenju drugih kroničnih i akutnih bolesti koje pogađaju intraperitonealne organe.
Koji su sljedeći koraci za postizanje kliničke prakse u intraperitonealnoj infuziji inzulina?
Oni će uključivati pažljivo inženjering sistema, poboljšanje vodonepropusnosti implantata i sučelja sa tkivom pacijenta, i na kraju dugoročnu pretkliničku provjeru kako bi se procijenila korist robotskog sistema u liječenju hroničnih bolesti. ”
Sustav je dizajniran i razvijen zahvaljujući medicinskoj robotici i bioinženjerskoj stručnosti Instituta za bioRoboticu u Scuola Sant'Anna.
Pretklinički protokol, implantacija robota i proces kontrole glukoze u krvi rezultat su intenzivne saradnje sa odjelima za medicinsko područje Univerziteta u Pisi i Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana.
Emanuele Federico Kauffmann i Fabio Vistoli, istraživači sa Univerziteta u Pizi i hirurzi na Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, koji su odgovorni za pretkliničku validaciju novog uređaja, kažu: „Konsolidirana multidisciplinarna saradnja između inženjera, doktora i hirurga iz tri od najvažnijih akademskih i zdravstvenih ustanova u Pisi omogućilo je brzo postizanje eksperimentalne primjene originalnog uređaja zasnovanog na principu primjene koji se potencijalno može koristiti u mnogim kliničkim područjima izvan specifičnih testova koji se provode za liječenje dijabetesa melitusa.
Zabilježeni rezultati toliko su ohrabrujući da očekujemo da ćemo jednako brzo doći u fazu potpune kliničke primjene kod ljudi, nakon daljnje faze razvoja i usavršavanja ”.
Stefano Del Prato, profesor na Odsjeku za kliničku i eksperimentalnu medicinu Univerziteta u Pizi i direktor OU -a za metaboličke bolesti i dijabetologiju AOUP -a, koji je sa dr. Michele Aragonom učestvovao u istraživanju, komentira: „Ove godine je stogodišnjica otkrića inzulina, temeljne etape u povijesti medicine i prekretnice u liječenju osoba s dijabetesom.
Međutim, inzulinska terapija je složena: zahtijeva više potkožnih injekcija inzulina i pažljivo prilagođavanje doze na temelju brojnih mjerenja razine glukoze u krvi.
Tako su od samog početka istraživanja pokušavala pronaći rješenja kako bi ljudima s dijabetesom olakšala život i djelotvornije kontrolirala bolest.
Ideja o umjetnom gušterači razvijena je prije 50 godina, a neki su modeli sada blizu kliničke uporabe.
No, suradnja između Scuola Superiore Sant'Anna, Sveučilišta u Pisi i Aziende Ospedaliera otvara još šire i obećavajuće horizonte kako bi ponudila bolju budućnost mnogim ljudima s dijabetesom koji se liječe inzulinom, upravo u povodu ove povijesne stogodišnjice ”.
PODACI O STUDIJI
V. Iacovacci, I. Tamadon, EF Kauffmann, S. Pane, V. Simoni, L. Marziale, M. Aragona, L. Cobuccio, M. Chiarugi, P. Dario, S. Del Prato, L. Ricotti, F. Vistoli, A. Menciassi, Potpuno implantabilni uređaj za intraperitonealnu dostavu lijekova napunjen gutajućim kapsulama, Science Robotics 6, eabh3328 (2021);
Pročitajte takođe:
Covid može dovesti do dijabetesa: italijansko-američka studija o "metabolizmu prirode"