Siirdatavad robotid ja magnetkapslid: insuliini infusiooni uus piir diabeetikutel
Intraperitoneaalne insuliini infusioon diabeediga patsientidel: tänu Scuola Superiore Sant'Anna bioobrootika instituudi, Pisa ülikooli meditsiinivaldkonna osakondade ja Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana koostöös tehtud uuringule on siirdatav robotite süsteem on välja töötatud (esimene maailmas nende omadustega), mis on võimeline diabeedihaigetele insuliini intraperitoneaalselt infundeerima
Intraperitoneaalne insuliini infusioon diabeediga patsientidel: ajakirjas Science Robotics avaldatud uuring avab uusi stsenaariume haiguse raviks, mis mõjutab miljoneid inimesi kogu maailmas
Seade koosneb väikesest süsteemist, mida saab inimkehasse siirdada ja ühendada soolestikuga, et see toimiks insuliinipumbana, ning insuliiniga täidetud neelatavatest pillidest, mis võivad pumba reservuaari lõppedes seadet laadida.
Seade on alternatiiv praegustele vere glükoosisisalduse kontrollistrateegiatele, mis põhinevad korduvatel subkutaansetel süstidel või kantavatel infusioonipudelitel.
See välistab juurdepääsuportide, kateetrite, nõelte ja süstalde kasutamise.
Süsteem, mille on välja töötanud Scuola Superiore Sant'Anna asekantsleri asetäitja Arianna Menciassi koordineeritud teadlased, samuti kohaliku ravi ja füsioloogilise infusiooni lubamine võib olla väga kasulik I tüüpi diabeediga inimestele, eriti neile, kes peavad mitu insuliini võtma. korda päevas.
"Oleme juba mõnda aega töötanud robootikas teraapia ja minimaalselt invasiivse kirurgia alal," selgitab Arianna Menciassi.
Oleme välja töötanud kapslid seedetrakti jälgimiseks ja magnetsüsteemid operatsiooni kaugjuhtimiseks.
Doktorikooli osana tulime ideele mõelda kapslitest kui süstikutest, mis suudavad varustada kunstlikke siseorganeid, et ravida äärmiselt olulisi kroonilisi haigusi.
Toscana piirkonna rahastamine on võimaldanud meil neid julgustavaid tulemusi saavutada.
Intraperitoneaalne insuliini infusioon: robot implanteeritakse kirurgiliselt kõhuõõne ekstraperitoneaalsesse ruumi ja ühendatakse soolestikuga
Sellel on pumba omadused, mis suudavad insuliini suure täpsusega väljastada.
Kui pumba reservuaar läheb reservi, on neelatava tableti ülesandeks seda täiendada spetsiaalse sidumissüsteemi kaudu ja viia ravim pillilt roboti reservuaari.
Normaalselt alla neelatud pillid läbivad soolestiku soole silmuse „dokkimispiirkonda”.
Kapsli hõivamiseks, insuliini imemiseks ja reservuaari täitmiseks aktiveeritakse magnetiline mehhanism.
Sel hetkel deaktiveeritakse magnetmehhanism ja tühi kapsel jätkab normaalse väljatõrjumise teed.
Koos glükoosianduri ja juhtimisalgoritmiga vabastab pump insuliini õigel ajal ja sellistes kogustes, mis on vajalikud glükeemiliseks regulatsiooniks, toimides seega esimese täielikult siirdatava kunstliku kõhunäärmena.
See seade on saanud nime PILLSID (PILl-refiLled implanteeritud süsteem intraperitoneaalseks kohaletoimetamiseks) ja praegu on see prekliinilisel tasandil valideeritud.
See süsteem, ”selgitab BioRobootika Instituudi järeldoktor ja uuringu juhtiv autor Veronica Iacovacci, on märkimisväärne samm edasi täielikult siirdatavate robootikasüsteemide ja -seadmete valdkonnas kontrollitud ravimite kohaletoimetamiseks.
Prekliinilisel tasemel saadud tulemused on äärmiselt julgustavad ja väga olulised nii tehnoloogilisest kui ka kliinilisest seisukohast.
Seda tüüpi seade võimaldab tulevikus arendada esimest täielikult siirdatavat kunstlikku kõhunääret ja seda saab kasutada ka muude krooniliste ja ägedate intraperitoneaalseid organeid põdevate haiguste ravis.
Millised on järgmised sammud intraperitoneaalse insuliini infusiooni kliinilise praktika saavutamiseks?
Need hõlmavad süsteemi hoolikat projekteerimist, implantaadi veekindluse ja patsiendi kudedega liideste parandamist ning lõpuks pikaajalist prekliinilist valideerimist, et hinnata robotsüsteemi eeliseid krooniliste haiguste ravis. ”
Süsteem on välja töötatud ja arendatud tänu Scuola Sant'Anna Istituto di BioRobotica meditsiinilise robootika ja biotehnoloogia alasele kogemusele.
Prekliiniline protokoll, roboti siirdamine ja vere glükoosisisalduse kontrollimise protsess on intensiivse koostöö tulemus Pisa ülikooli meditsiinivaldkonna osakondade ja Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisanaga.
Emanuele Federico Kauffmann ja Fabio Vistoli, Pisa ülikooli teadlased ja Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana kirurgid, kes vastutavad uue seadme prekliinilise valideerimise eest, ütlevad: „Kolme valdkonna inseneride, arstide ja kirurgide konsolideeritud multidistsiplinaarne koostöö Pisa tähtsamatest akadeemilistest ja tervishoiuasutustest on võimaldanud kiiresti saavutada originaalseadme eksperimentaalset rakendamist, mis põhineb rakenduspõhimõttel, mida saab potentsiaalselt kasutada paljudes kliinilistes valdkondades peale suhkurtõve raviks tehtud spetsiifiliste testide.
Salvestatud tulemused on nii julgustavad, et eeldame, et suudame jõuda inimestel täieliku kliinilise rakendamise staadiumisse sama kiiresti pärast edasist arengu- ja täiustamisetappi. ”
Stefano Del Prato, Pisa ülikooli kliinilise ja eksperimentaalse meditsiini osakonna professor ning AOUP metaboolsete haiguste ja diabeetika osakonna direktor, kes osales uuringus koos dr Michele Aragonaga, kommenteerib: „See aasta on sajandiks insuliini avastamisest, mis on meditsiini ajaloo põhietapp ja murdepunkt diabeediga inimeste ravis.
Insuliinravi on aga keeruline: see nõuab mitut subkutaanset insuliinisüsti ja hoolikat annuse kohandamist, mis põhineb veresuhkru taseme arvukatel mõõtmistel.
Nii et algusest peale on uurimistööga püütud leida lahendusi diabeediga inimeste elu lihtsustamiseks ja haiguse tõhusamaks kontrollimiseks.
Kunstliku kõhunäärme idee töötati välja 50 aastat tagasi ja mõned mudelid on nüüdseks kliinilise kasutamise lähedal.
Kuid Scuola Superiore Sant'Anna, Pisa ülikooli ja Azienda Ospedaliera vaheline koostöö avab veelgi laiemad ja paljutõotavamad silmaringid, et pakkuda paremat tulevikku paljudele insuliiniga ravitud diabeediga inimestele just selle ajaloolise sajanda sünnipäeva puhul ”.
ÕPPE ÜKSIKASJAD
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, täielikult implanteeritav seade intraperitoneaalseks ravimi manustamiseks, mida täidetakse neelatavate kapslitega, Science Robotics 6, eabh3328 (2021);
Loe ka:
Covid võib põhjustada diabeeti: Itaalia-Ameerika uuring looduse ainevahetuse kohta