Εμφυτεύσιμα ρομπότ και μαγνητικές κάψουλες: το νέο όριο έγχυσης ινσουλίνης σε διαβητικούς

Ενδοπεριτοναϊκή έγχυση ινσουλίνης σε διαβητικούς ασθενείς: χάρη σε μια μελέτη που προέκυψε από τη συνεργασία μεταξύ του Institute of BioRobotics του Scuola Superiore Sant'Anna, των Ιατρικών Τμημάτων του Πανεπιστημίου της Πίζας και του Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, ένα εμφυτεύσιμο ρομποτικό σύστημα αναπτύχθηκε (η πρώτη στον κόσμο με αυτά τα χαρακτηριστικά) ικανή να εγχέσει ινσουλίνη ενδοπεριτοναϊκά σε διαβητικούς ασθενείς

Ενδοπεριτοναϊκή έγχυση ινσουλίνης σε διαβητικούς ασθενείς: η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Robotics, ανοίγει νέα σενάρια στη θεραπεία μιας νόσου που επηρεάζει εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως

Η συσκευή αποτελείται από ένα μικρό σύστημα που μπορεί να εμφυτευτεί στο ανθρώπινο σώμα και να διασυνδεθεί με το έντερο για να λειτουργήσει ως αντλία ινσουλίνης και χάπια κατάποσης φορτωμένα με ινσουλίνη που μπορούν να επαναφορτίσουν τη συσκευή όταν τελειώσει το δοχείο της αντλίας.

Η συσκευή είναι μια εναλλακτική λύση στις τρέχουσες στρατηγικές ελέγχου της γλυκόζης στο αίμα που βασίζονται σε επαναλαμβανόμενες υποδόριες ενέσεις ή φορετές εγχύσεις.

Αυτό παρακάμπτει τη χρήση θυρών πρόσβασης, καθετήρων, βελόνων και συριγγών.

Το σύστημα που αναπτύχθηκε από ερευνητές συντονισμένο από την Arianna Menciassi, αναπληρώτρια καγκελάριο του Scuola Superiore Sant'Anna, καθώς και η τοπική θεραπεία και η φυσιολογική έγχυση μπορεί να είναι πολύ χρήσιμο για άτομα με διαβήτη τύπου 1, ιδιαίτερα για εκείνους που πρέπει να λαμβάνουν αρκετή ινσουλίνη. φορές τη μέρα.

«Δουλεύουμε εδώ και καιρό στη ρομποτική για θεραπεία και ελάχιστα επεμβατική χειρουργική», εξηγεί η Arianna Menciassi.

Έχουμε αναπτύξει κάψουλες για γαστρεντερική παρακολούθηση και μαγνητικά συστήματα για απομακρυσμένη χειρουργική επέμβαση.

Ως μέρος μιας διδακτορικής σχολής, μας ήρθε η ιδέα να σκεφτούμε τις κάψουλες ως σαΐτες που θα μπορούσαν να τροφοδοτήσουν τεχνητά εσωτερικά όργανα, έτσι ώστε να θεραπεύσουν εξαιρετικά σημαντικές χρόνιες ασθένειες.

Η χρηματοδότηση από την περιοχή της Τοσκάνης μας επέτρεψε να επιτύχουμε αυτά τα ενθαρρυντικά αποτελέσματα.

Ενδοπεριτοναϊκή έγχυση ινσουλίνης: το ρομπότ εμφυτεύεται χειρουργικά στον κοιλιακό εξωπεριτοναϊκό χώρο και διασυνδέεται με το έντερο

Έχει τα χαρακτηριστικά μιας αντλίας ικανής να παρέχει ινσουλίνη με υψηλή ακρίβεια.

Όταν η δεξαμενή της αντλίας πάει «σε απόθεμα», ένα καταπινόμενο χάπι θα έχει το καθήκον να το αναπληρώσει μέσω ενός ειδικού συστήματος σύζευξης και μεταφοράς του φαρμάκου από το χάπι στη δεξαμενή του ρομπότ.

Τα χάπια, που καταπίνονται κανονικά, περνούν μέσω του εντερικού σωλήνα σε μια περιοχή «σύνδεσης» σε έναν βρόχο του εντέρου.

Ένας μαγνητικός μηχανισμός ενεργοποιείται για να συλλάβει την κάψουλα, να ρουφήξει την ινσουλίνη και να γεμίσει τη δεξαμενή.

Σε αυτό το σημείο, ο μαγνητικός μηχανισμός απενεργοποιείται και η άδεια κάψουλα συνεχίζει την πορεία της προς την κανονική αποβολή.

Σε συνδυασμό με έναν αισθητήρα γλυκόζης και έναν αλγόριθμο ελέγχου, η αντλία θα απελευθερώσει ινσουλίνη στις ώρες και στις ποσότητες που απαιτούνται για τη σωστή γλυκαιμική ρύθμιση, λειτουργώντας ως το πρώτο πλήρως εμφυτεύσιμο τεχνητό πάγκρεας.

Αυτή η συσκευή έχει ονομαστεί PILLSID (PILl-refiLled εμφυτευμένο σύστημα για ενδοπεριτοναϊκή παράδοση) και, προς το παρόν, έχει επικυρωθεί σε προκλινικό επίπεδο.

Αυτό το σύστημα », εξηγεί η Veronica Iacovacci, μεταδιδακτορική συνεργάτιδα στο Institute of BioRobotics και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης,« είναι ένα σημαντικό βήμα μπροστά στον τομέα των πλήρως εμφυτεύσιμων ρομποτικών συστημάτων και συσκευών για ελεγχόμενη παράδοση φαρμάκων.

Τα αποτελέσματα που λήφθηκαν σε προκλινικό επίπεδο είναι εξαιρετικά ενθαρρυντικά και έχουν μεγάλη σημασία τόσο από τεχνολογική όσο και από κλινική άποψη.

Μια συσκευή αυτού του τύπου θα μπορούσε να καταστήσει δυνατή στο μέλλον την ανάπτυξη του πρώτου τελείως εμφυτεύσιμου τεχνητού παγκρέατος και θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί στη θεραπεία άλλων χρόνιων και οξέων ασθενειών που επηρεάζουν τα ενδοπεριτοναϊκά όργανα.

Ποια είναι τα επόμενα βήματα για την επίτευξη κλινικής πρακτικής στην ενδοπεριτοναϊκή έγχυση ινσουλίνης;

Θα περιλαμβάνουν προσεκτική μηχανική του συστήματος, βελτίωση της στεγανότητας του εμφυτεύματος και διασύνδεση με τους ιστούς του ασθενούς, και τέλος μακροπρόθεσμη προκλινική επικύρωση για την αξιολόγηση των πλεονεκτημάτων του ρομποτικού συστήματος στη θεραπεία χρόνιων ασθενειών ».

Το σύστημα σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε χάρη στην ιατρική ρομποτική και τεχνογνωσία βιομηχανικής του Istituto di BioRobotica της Scuola Sant'Anna.

Το προκλινικό πρωτόκολλο, η εμφύτευση του ρομπότ και η διαδικασία ελέγχου της γλυκόζης στο αίμα είναι αποτέλεσμα μιας έντονης συνεργασίας με τα Τμήματα Ιατρικής Περιοχής του Πανεπιστημίου της Πίζας και την Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana.

Οι Emanuele Federico Kauffmann και Fabio Vistoli, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Πίζας και χειρουργοί στο Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την προκλινική επικύρωση της νέας συσκευής, λένε: «Η ενοποιημένη πολυεπιστημονική συνεργασία μηχανικών, γιατρών και χειρουργών από τρεις από τα σημαντικότερα ακαδημαϊκά ιδρύματα και ιδρύματα υγειονομικής περίθαλψης στην Πίζα κατέστησε δυνατή την ταχεία επίτευξη της πειραματικής εφαρμογής μιας πρωτότυπης συσκευής που βασίζεται σε μια αρχή εφαρμογής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλούς κλινικούς τομείς πέρα ​​από τις ειδικές δοκιμές που πραγματοποιούνται για τη θεραπεία του σακχαρώδους διαβήτη.

Τα αποτελέσματα που καταγράφηκαν είναι τόσο ενθαρρυντικά που αναμένουμε ότι θα μπορέσουμε να φτάσουμε στο στάδιο της πλήρους κλινικής εφαρμογής στους ανθρώπους εξίσου γρήγορα, μετά από μια περαιτέρω φάση ανάπτυξης και βελτίωσης ».

Ο Stefano Del Prato, καθηγητής στο Τμήμα Κλινικής και Πειραματικής Ιατρικής του Πανεπιστημίου της Πίζας και διευθυντής του OU Μεταβολικών Νοσημάτων και Διαβητολογίας του AOUP, ο οποίος συμμετείχε στην έρευνα με τον Δρ Michele Aragona, σχολιάζει: «Φέτος είναι εκατό χρόνια από την ανακάλυψη της ινσουλίνης, ένα θεμελιώδες στάδιο στην ιστορία της ιατρικής και ένα σημείο καμπής στη θεραπεία των ατόμων με διαβήτη.

Ωστόσο, η θεραπεία με ινσουλίνη είναι πολύπλοκη: απαιτεί πολλαπλές υποδόριες ενέσεις ινσουλίνης και προσεκτική προσαρμογή της δοσολογίας με βάση πολυάριθμες μετρήσεις των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα.

Έτσι, από την αρχή, η έρευνα προσπάθησε να βρει λύσεις για να διευκολύνει τη ζωή των ατόμων με διαβήτη και να ελέγξει την ασθένεια πιο αποτελεσματικά.

Η ιδέα ενός τεχνητού παγκρέατος αναπτύχθηκε πριν από 50 χρόνια και ορισμένα μοντέλα είναι πλέον κοντά στην κλινική χρήση.

Αλλά η συνεργασία μεταξύ του Scuola Superiore Sant'Anna, του Πανεπιστημίου της Πίζας και της Azienda Ospedaliera ανοίγει ακόμη ευρύτερους και πιο ελπιδοφόρους ορίζοντες για να προσφέρει ένα καλύτερο μέλλον σε πολλούς ανθρώπους με διαβήτη που λαμβάνουν θεραπεία με ινσουλίνη, ακριβώς με αφορμή αυτή την ιστορική εκατονταετηρίδα ”.

ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ ΜΕΛΕΤΗΣ

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, Μια πλήρως εμφυτεύσιμη συσκευή για ενδοπεριτοναϊκή χορήγηση φαρμάκων που ξαναγεμίζεται με καταπόσιες κάψουλες, Science Robotics 6, eabh3328 (2021).

Διαβάστε επίσης:

Το Πανεπιστήμιο του Άουγκσμπουργκ εξέδωσε μια μελέτη που συνδέει την αυτοφαγική σωληνοειδή και την νεφρική ανεπάρκεια στον διαβητικό

Ο Covid μπορεί να οδηγήσει σε διαβήτη: Η ιταλοαμερικανική μελέτη στον «Μεταβολισμό της φύσης»

πηγή:

Scuola Superiore Sant'Anna

Μπορεί επίσης να σας αρέσει