Implantoitavat robotit ja magneettikapselit: uusi raja insuliinin infuusiossa diabeetikoilla
Vatsakalvon sisäinen insuliini-infuusio diabeetikoilla: Scuola Superiore Sant'Annan BioRobotics-instituutin, Pisan yliopiston lääketieteellisten alueosastojen ja Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisanan yhteistyön tuloksena tehdyn tutkimuksen ansiosta istutettava robottijärjestelmä on on kehitetty (ensimmäinen maailmassa, jolla on nämä ominaisuudet) ja joka pystyy infusoimaan insuliinia vatsakalvon kautta diabeetikoille
Intraperitoneaalinen insuliini -infuusio diabeetikoilla: Science Robotics -lehdessä julkaistu tutkimus avaa uusia skenaarioita miljoonan ihmisen maailmanlaajuisen sairauden hoidossa
Laite koostuu pienestä järjestelmästä, joka voidaan istuttaa ihmiskehoon ja liittää suolistoon toimimaan insuliinipumpuna, sekä syötävistä pillereistä, jotka on ladattu insuliinilla ja jotka voivat ladata laitteen, kun pumpun säiliö loppuu.
Laite on vaihtoehto nykyisille verensokerin säätelystrategioille, jotka perustuvat toistuviin ihonalaisiin injektioihin tai puettaviin infuusiolaitteisiin.
Tämä ohittaa pääsyporttien, katetrien, neulojen ja ruiskujen käytön.
Scuola Superiore Sant'Annan apulaispäällikön Arianna Menciassin koordinoimien tutkijoiden kehittämä järjestelmä sekä paikallisen hoidon ja fysiologisen infuusion salliminen voivat olla erittäin hyödyllisiä tyypin 1 diabetesta sairastaville, erityisesti niille, jotka tarvitsevat useita insuliiniannoksia kertaa päivässä.
"Olemme työskennelleet jonkin aikaa robotiikassa terapiassa ja minimaalisesti invasiivisessa kirurgiassa", Arianna Menciassi selittää.
Olemme kehittäneet kapseleita ruoansulatuskanavan seurantaan ja magneettisia järjestelmiä etäkäyttöön leikkauksessa.
Osana tohtorikoulua keksimme ajatuksen ajatella kapseleita sukkuloina, jotka voisivat toimittaa keinotekoisia sisäelimiä erittäin tärkeiden kroonisten sairauksien hoitamiseksi.
Toscanan alueen rahoitus on mahdollistanut näiden rohkaisevien tulosten saavuttamisen.
Intraperitoneaalinen insuliini -infuusio: robotti istutetaan kirurgisesti vatsan ekstraperitoneaaliseen tilaan ja liitetään suolistoon
Sillä on pumpun ominaisuudet, jotka kykenevät antamaan insuliinia erittäin tarkasti.
Kun pumpun säiliö menee "varaan", nieltynä pillerin tehtävänä on täyttää se erityisellä kytkentäjärjestelmällä ja siirtää lääke pillereistä robotin säiliöön.
Normaalisti nieltynä pillerit kulkevat suoliston läpi suoliston silmukan telakointialueelle.
Magneettinen mekanismi aktivoi kapselin sieppaamisen, insuliinin imemisen ja säiliön täyttämisen.
Tässä vaiheessa magneettinen mekanismi deaktivoidaan ja tyhjä kapseli jatkaa polkuaan normaaliin karkottamiseen.
Yhdessä glukoosianturin ja ohjausalgoritmin kanssa pumppu vapauttaa insuliinia oikeaan aikaan ja määrinä, joita tarvitaan asianmukaiseen glykeemiseen säätelyyn, ja toimii siten ensimmäisenä täysin istutettavana keinotekoisena haimana.
Tämän laitteen nimi on PILLSID (PILl-refiLled implanted System for Intraperitoneal Delivery) ja tällä hetkellä se on validoitu prekliinisellä tasolla.
Tämä järjestelmä ”, selittää Veronica Iacovacci, tutkijatohtori BioRobotics-instituutista ja tutkimuksen johtava kirjoittaja, on merkittävä askel eteenpäin täysin istutettavien robottijärjestelmien ja -laitteiden alalla kontrolloitujen lääkkeiden antamista varten.
Prekliinisellä tasolla saadut tulokset ovat erittäin rohkaisevia ja erittäin tärkeitä sekä teknologisesta että kliinisestä näkökulmasta.
Tämän tyyppinen laite voisi mahdollistaa tulevaisuudessa ensimmäisen täysin istutettavan keinotekoisen haiman kehittämisen, ja sitä voitaisiin käyttää myös muiden kroonisten ja akuuttien sairauksien, jotka vaikuttavat vatsakalvon sisäelimiin, hoidossa.
Mitä ovat seuraavat vaiheet kliinisen käytännön saavuttamiseksi intraperitoneaalisessa insuliini -infuusiossa?
Niihin kuuluu järjestelmän huolellinen suunnittelu, implantin vesitiiviyden ja potilaan kudosten kanssa tapahtuvien rajapintojen parantaminen ja lopulta pitkäaikainen prekliininen validointi robottijärjestelmän hyötyjen arvioimiseksi kroonisten sairauksien hoidossa. ”
Järjestelmä on suunniteltu ja kehitetty Scuola Sant'Annan Istituto di BioRobotican lääketieteellisen robotiikan ja biotekniikan asiantuntemuksen ansiosta.
Prekliininen protokolla, robotin istuttaminen ja verensokerin säätelyprosessi ovat seurausta tiiviistä yhteistyöstä Pisan yliopiston lääketieteellisen alueen osastojen ja Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisanan kanssa.
Emanuele Federico Kauffmann ja Fabio Vistoli, Pisan yliopiston tutkijat ja Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana -kirurgit, jotka ovat vastuussa uuden laitteen prekliinisestä validoinnista, sanovat: ”Konsolidoitu monitieteinen yhteistyö insinöörien, lääkäreiden ja kirurgien välillä kolmesta Pisan tärkeimmistä akateemisista ja terveydenhuollon laitoksista on mahdollistanut nopean kokeellisen sovelluksen saavuttamisen alkuperäisellä laitteella, joka perustuu sovellusperiaatteeseen, jota voidaan mahdollisesti käyttää monilla kliinisillä aloilla diabeteksen hoitoon tehtyjen erityistestien lisäksi.
Tulokset ovat niin rohkaisevia, että odotamme saavuttavamme täyden kliinisen käytön vaiheen ihmisillä yhtä nopeasti, uuden kehitys- ja hienosäätövaiheen jälkeen. "
Stefano Del Prato, Pisan yliopiston kliinisen ja kokeellisen lääketieteen laitoksen professori ja AOUP: n aineenvaihduntasairauksien ja diabeteksen osaston johtaja, joka osallistui tutkimukseen tohtori Michele Aragonan kanssa, kommentoi: ”Tämä vuosi on XNUMX vuotta insuliinin löytämisestä, perustavanlaatuinen vaihe lääketieteen historiassa ja käännekohta diabetesta sairastavien hoidossa.
Insuliinihoito on kuitenkin monimutkaista: se vaatii useita ihonalaisia insuliinipistoksia ja huolellista annoksen säätämistä, joka perustuu lukuisiin verensokerimittauksiin.
Niinpä tutkimus on alusta alkaen pyrkinyt löytämään ratkaisuja diabetesta sairastavien ihmisten elämän helpottamiseksi ja taudin hallitsemiseksi tehokkaammin.
Ajatus keinotekoisesta haimasta kehitettiin 50 vuotta sitten, ja jotkut mallit ovat nyt lähellä kliinistä käyttöä.
Mutta Scuola Superiore Sant'Annan, Pisan yliopiston ja Azienda Ospedalieran välinen yhteistyö avaa entistä laajemmat ja lupaavammat näköalat tarjotakseen paremman tulevaisuuden monille insuliinilla hoidetuille diabeetikoille juuri tämän historiallisen satavuotisjuhlan yhteydessä ”.
TUTKIMUSTIEDOT
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.
Lue myös:
Covid voi johtaa diabetekseen: italialais-amerikkalainen tutkimus "Luonnon aineenvaihdunnasta"