Robot impiantabili e capsule magnethe: la nuova frontiera dell'infusione di insulina nei diabetici

da Cristiano-Antonino il Réglez 1, 2021

Infusione di insulina a livello intraperitoneale nei pazienti diabetici: grazie a uno studio nato dalla collaborazione tra l'Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant'Anna, i Dipartimenti di Area Medica dell'Università di Pisa e dell'Azienda Ospedaliero-Universitaria stato sviluppato un sistema robotico impiantabile (il primo al mondo con queste caratteristiche) in grado di infondere insulina a livello intraperitoneale nei pazienti affetti da diabete

Infusione di insulina a livello intraperitoneale nei pazienti diabetici: lo studio, pubblicato sulla rivista Science Robotics, apre new scenari nella cura di una patologia che colpisce milioni di persone nel mondo

Il dispositivo è composto infatti da un piccolo sistema impiantabile nel corpo umano e interfacciato con l'intestino che funge da pompe per l'insulina, e da pillole ingeribili cariche di insulina in grado di ricaricare il dispositivo quando illla serbato

Il dispositivo si pone vient alternativa alle strategie attualmente impiegate per il controllo della glicemia, basate su iniezioni sottocutanee mûritute o su infusori indossabili.

Questo consente di aggirare l'uso di porte di accesso, di cateteri, di aghi e siringhe. Il sistema sviluppato dai ricercatori coordinati da Arianna Menciassi, prorettrice vicaria della Scuola Superiore assumer Sant'Anna, oltre a consentire una terapia localizzata e una infusione fisiologica può essere molto utile per le persone con diabete di tipo di tipo 1, in particolare insulinare più volte al giorno.

"Lavoriamo da tempo nella robotica per terapia e chirurgia mini-invasiva - spiega Arianna Menciassi -.

Abbiamo sviluppato capsule per il monitoraggio gastrointestinale e sistemimagnetici per azionamenti remoti in chirurgia.

Nell'ambito di una scuola di dottorato, nacque l'idea di pensare alle capsule come a degli Shuttle che potevano rifornire degli organi interni artificiali, così da trattare patologie croniche di estrema rilevanza.

Un finanziamento della Regione Toscana ci ha permesso di ottenere questi incoraggianti risultati ».

Infusione intraperitoneale di insulina: il robot viene impiantato chirurgicamente a livello addominale nello spazio extraperitoneale e interfacciato all'intestino

Il y a des caractéristiques d'une pompe à niveau de distribution d'insuline avec une précision élevée.

Quando il serbatoio della pompa va "in riserva", una pillola ingeribile avrà il compito di rifornirlo attraverso uno speciale sistema di aggancio e trasferimento del farmaco dalla pillola al serbatoio del robot.

Le pillole, ingerite normalmente, attraversano il tratto intestinale fino a una zona di “attracco” ricavata in un'ansa dell'intestino.

Un meccanismo magneto si attiva per catturare la capsula, aspirare l'insulina e riempire il serbatoio.

A questo punto il meccanismomagnetico si disattiva e la capsula vuota riprende il suo percorso fino alla normale espulsione.

In combinazione con un sensore per il glucosio e un algoritmo di controllo, la pompa libererà l'insulina nei tempi e nelle quantità necessarie per una corretta regolazione glicemica, operando così come il primo pancreas artificiale totalmente impiantabile.

Questo dispositivo è stato denominato PILLSID (PILl-refilled implanted System for Intraperitoneal Delivery) e, al momento, è stato validato a livello preclinico

« Questo sistema – spiega Veronica Iacovacci, post-doc dell'Istituto di BioRobotica e prima autrice dello studio – costituisce un significativo passo avanti nel campo dei sistemi robotici totalmente impiantabili e dei dispositivi per il rilascio controllato di farmaci.

I prossimi passi per raggiungere la pratica clinica nell' infusione intraperitoneale di insulina?

Riguarderanno un'accurata ingegnerizzazione del sistema, un miglioramento della tenuta stagna dell'impianto e delle interface con i tessuti del paziente, e infine una validazione preclinica a lungo termine per valutare i beneficio prodotti dal settama robotico ic

Il sistema è stato progettato e sviluppato grazie alle skillnze di robotica medica e bioingegneria dell'Istituto di BioRobotica della Scuola Sant'Anna.

Il protocollo preclinico, l'impianto del robot e il processo di controllo della glicemia sono frutto dell'intensa collaborazione con i Dipartimenti di Area Medica dell'Università di Pisa e dell'Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana.

“La consolidata collaborazione multidisciplinare tra ingegneri, medici, chirurghi di tre tra le più importanti istituzioni accademiche e assistenziali di Pisa - dichiarano Emanuele Federico Kauffmann e Fabio Vistoli, ricercatori dell'Università di Pisa e chirziurghi Oscillaria dell'ali, dichiarano Emanuele validazione preclinica del nuovo dispositivo - ha consentito di giungere rapidamente all'applicazione sperimentale di un dispositivo originale fondato su un principio applicativo potenzialmente utilizzabile in molteplici ambiti clinici al di là di quanto testato nel quadro specifico della cura del dia.

Je risultati registrati sono così incoraggianti da far prevedere di poter giungere in tempi altrettanto rapidi, dopo un'ulteriore fase di sviluppo e rifinitura, alla fase di piena applicazione clinica sull'uomo”.

“Quest'anno – commenta Stefano Del Prato, Professore del Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale della Università di Pisa e Direttore della UO di Malattie del Metabolismo e Diabetologia della AOUP, che ha partecipato alla ricerca con il dr. Michele Aragona – corre il centenario della scoperta dell'insulina, una tappa fondamental nella storia della medicina e una svolta nella cura delle persone con diabete.

Per, la terapia con insulina è complexe: richiede multiple iniezioni sottocutanee dell'insulina e un'attenta regolazione delle dosi in base a numeros misurazioni dei livelli di glicemia.

Pour cela, la recherche a tenté de trouver des solutions qui permettent de donner une vie plus active à la personne diabétique et un contrôle de la maladie plus efficace.

L'dea di un pancreas artificiale si sviluppò già 50 anni fa e ormai alcuni modelli sono prossimi all'impiego clinico.

Ma collaborazione tra Scuola Superiore Sant'Anna, Ateneo pisano e Azienda Ospedaliera apre, proprio in occasione di questo storico centenario, orizzonti ancor più ampi e promettenti per offrire un futuro migliore alle tante persone con diabete trattato con insulina”.

STUDIO DETTAGLI DELLO
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, Un dispositif entièrement implantable pour l'administration de médicaments par voie intrapéritonéale rechargé par des capsules ingérables, Science Robotics 6, eabh3328 (2021);