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 intraperitonealno unositi inzulin u dijabetičara
Intraperitonealna infuzija inzulina u dijabetičara: studija, objavljena u časopisu Science Robotics, otvara nove scenarije u liječenju bolesti koja pogađa milijune ljudi širom svijeta
Uređaj se sastoji od malog sustava koji se može implantirati u ljudsko tijelo i povezati s crijevom kako bi djelovao kao inzulinska pumpa, te tableta za ingestiju napunjenih inzulinom koje mogu napuniti uređaj kad se rezervoar crpke isprazni.
Uređaj je alternativa trenutnim strategijama kontrole glukoze u krvi koje se temelje na ponovljenim potkožnim injekcijama ili nosivim ubrizgavačima.
Time se zaobilazi uporaba pristupnih priključaka, katetera, igala i štrcaljki.
Sustav koji su razvili istraživači koordinira Arianna Menciassi, zamjenica prorektora Scuola Superiore Sant'Anna, kao i dopuštanje lokalizirane terapije i fiziološke infuzije može biti vrlo koristan za osobe s dijabetesom tipa 1, osobito za one koji moraju uzimati inzulin nekoliko puta. puta dnevno.
"Već neko vrijeme radimo u robotici za terapiju i minimalno invazivnu kirurgiju", objašnjava Arianna Menciassi.
Razvili smo kapsule za gastrointestinalni nadzor i magnetske sustave za daljinsko upravljanje u kirurgiji.
Kao dio doktorske škole, došli smo na ideju razmišljati o kapsulama kao šatlovima koji mogu opskrbiti umjetne unutarnje organe, kako bi se liječile iznimno važne kronične bolesti.
Financiranje iz regije Toskana omogućilo nam je postizanje ovih ohrabrujućih rezultata.
Intraperitonealna infuzija inzulina: robot je kirurški implantiran u abdominalni ekstraperitonealni prostor i povezan s crijevom
Ima karakteristike pumpe sposobne isporučivati inzulin s velikom preciznošću.
Kad spremnik pumpe ode u „rezervu“, tableta za gutanje imat će zadatak napuniti je posebnim sustavom spajanja i prijenosom lijeka iz tablete u spremnik 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 spremnika.
U tom se trenutku magnetski mehanizam deaktivira i prazna kapsula nastavlja svoj put do normalnog izbacivanja.
U kombinaciji s 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 je uređaj nazvan PILLSID (PILl-filirani implantirani sustav za intraperitonealnu dostavu) i trenutno je validiran na pretkliničkoj razini.
Ovaj sustav, “objašnjava Veronica Iacovacci, postdoktorandica na Institutu za bioRobotiku i vodeća autorica studije,„ značajan je korak naprijed na području potpuno implantabilnih robotskih sustava i uređaja za kontroliranu dostavu lijekova.
Rezultati dobiveni na pretkliničkoj razini iznimno su ohrabrujući i od velike važnosti s tehnološkog i kliničkog stajališta.
Uređaj ovog tipa mogao bi u budućnosti omogućiti razvoj prve potpuno implantabilne umjetne gušterače, a mogao bi se koristiti i u liječenju drugih kroničnih i akutnih bolesti koje zahvaćaju intraperitonealne organe.
Koji su sljedeći koraci za postizanje kliničke prakse u intraperitonealnoj infuziji inzulina?
Oni će uključivati pažljiv inženjering sustava, poboljšanje vodonepropusnosti implantata i sučelja s tkivima pacijenta te na kraju dugoročnu pretkliničku provjeru radi procjene prednosti robotskog sustava u liječenju kroničnih bolesti. ”
Sustav je dizajniran i razvijen zahvaljujući medicinskoj robotici i stručnosti u bioinženjeringu Istituto di BioRobotica u Scuola Sant'Anna.
Pretklinički protokol, implantacija robota i proces kontrole glukoze u krvi rezultat su intenzivne suradnje s odjelima za medicinsko područje Sveučilišta u Pisi i Aziendom Ospedaliero-Universitaria Pisana.
Emanuele Federico Kauffmann i Fabio Vistoli, istraživači sa Sveučilišta u Pisi i kirurzi na Aziendi Ospedaliero-Universitaria Pisana, koji su odgovorni za pretkliničku validaciju novog uređaja, kažu: „Konsolidirana multidisciplinarna suradnja inženjera, liječnika i kirurga iz tri od najvažnijih akademskih i zdravstvenih ustanova u Pisi omogućilo je brzo postizanje eksperimentalne primjene originalnog uređaja temeljenog na načelu primjene koji se potencijalno može koristiti u mnogim kliničkim područjima izvan specifičnih testova provedenih za liječenje dijabetesa melitusa.
Zabilježeni rezultati toliko su ohrabrujući da očekujemo da ćemo jednako brzo, nakon daljnje faze razvoja i usavršavanja, moći doći do stupnja potpune kliničke primjene kod ljudi ”.
Stefano Del Prato, profesor na Odsjeku za kliničku i eksperimentalnu medicinu Sveučilišta u Pisi i direktor OU -a za metaboličke bolesti i dijabetologiju AOUP -a, koji je sudjelovao u istraživanju s dr. Michele Aragonom, komentira: „Ove je godine stota obljetnica 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 koja će ljudima s dijabetesom olakšati život i djelotvornije kontrolirati 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 ISTRAŽIVANJU
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 ingestibilnim kapsulama, Science Robotics 6, eabh3328 (2021);
Čitajte također:
Covid može dovesti do dijabetesa: talijansko-američka studija o "metabolizmu prirode"