Implantējami roboti un magnētiskās kapsulas: jauna insulīna infūzijas robeža diabēta slimniekiem
Intraperitoneāla insulīna infūzija pacientiem ar cukura diabētu: pateicoties pētījumam, kas tapis sadarbībā starp Scuola Superiore Sant'Anna BioRobotikas institūtu, Pizas Universitātes Medicīnas apgabala nodaļām un Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, ir implantējama robotu sistēma tika izstrādāta (pirmā pasaulē ar šādām īpašībām), kas spēj ievadīt insulīnu intraperitoneāli diabēta slimniekiem
Intraperitoneāla insulīna infūzija diabēta slimniekiem: pētījums, kas publicēts žurnālā Science Robotics, paver jaunus scenārijus slimības ārstēšanā, kas skar miljoniem cilvēku visā pasaulē
Ierīce sastāv no nelielas sistēmas, ko var implantēt cilvēka ķermenī un savienot ar zarnu, lai tā darbotos kā insulīna sūknis, un norijot tabletes, kas ir piekrautas ar insulīnu, kas var uzlādēt ierīci, kad sūkņa rezervuārs beidzas.
Ierīce ir alternatīva pašreizējām glikozes līmeņa kontroles stratēģijām, kas balstītas uz atkārtotām zemādas injekcijām vai valkājamiem infūzijām.
Tas apiet piekļuves portu, katetru, adatu un šļirču izmantošanu.
Sistēma, ko izstrādājuši pētnieki, ko koordinē Scuola Superiore Sant'Anna vicekanclera vietniece Arianna Menciassi, kā arī ļaujot lokalizētu terapiju un fizioloģisku infūziju, var būt ļoti noderīga cilvēkiem ar 1. tipa cukura diabētu, īpaši tiem, kam vairākas reizes jālieto insulīns. reizes dienā.
"Mēs jau kādu laiku strādājam robotikā terapijā un minimāli invazīvā ķirurģijā," skaidro Arianna Menciassi.
Mēs esam izstrādājuši kapsulas kuņģa -zarnu trakta uzraudzībai un magnētiskās sistēmas tālvadībai operācijā.
Doktorantūras skolas ietvaros mums radās ideja domāt par kapsulām kā transporta līdzekļiem, kas var apgādāt mākslīgos iekšējos orgānus, lai ārstētu ārkārtīgi svarīgas hroniskas slimības.
Toskānas reģiona finansējums ļāva mums sasniegt šos iepriecinošos rezultātus.
Intraperitoneāla insulīna infūzija: robots tiek ķirurģiski implantēts vēdera ārpusperitoneālajā telpā un savienots ar zarnu
Tam ir sūkņa īpašības, kas spēj ar augstu precizitāti ievadīt insulīnu.
Kad sūkņa rezervuārs nonāk “rezervē”, iekšķīgi lietojamas tabletes uzdevums būs to papildināt, izmantojot īpašu savienošanas sistēmu un pārnesot zāles no tabletes uz robota rezervuāru.
Tabletes, norijot normāli, caur zarnu traktu nokļūst “dokstacijas” zonā zarnu cilpā.
Tiek aktivizēts magnētiskais mehānisms, lai uztvertu kapsulu, iesūktu insulīnu un piepildītu rezervuāru.
Šajā brīdī magnētiskais mehānisms tiek deaktivizēts, un tukšā kapsula atsāk savu ceļu uz normālu izraidīšanu.
Kombinācijā ar glikozes sensoru un kontroles algoritmu sūknis atbrīvos insulīnu laikā un tādā daudzumā, kāds nepieciešams pareizai glikēmijas regulēšanai, tādējādi darbojoties kā pirmais pilnībā implantējamais mākslīgais aizkuņģa dziedzeris.
Šī ierīce ir nosaukta par PILLSID (PILl refiLled implantēta sistēma intraperitoneālai piegādei), un šobrīd tā ir apstiprināta pirmsklīniskajā līmenī.
Šī sistēma, ”skaidro Veronika Iakovači, BioRobotikas institūta pēcdoktorantūras līdzstrādniece un pētījuma galvenā autore,„ ir nozīmīgs solis uz priekšu pilnībā implantējamu robotu sistēmu un ierīču jomā kontrolētai zāļu piegādei.
Rezultāti, kas iegūti pirmsklīniskajā līmenī, ir ārkārtīgi iepriecinoši un tiem ir liela nozīme gan no tehnoloģiskā, gan klīniskā viedokļa.
Šāda veida ierīce nākotnē ļautu attīstīt pirmo pilnībā implantējamo mākslīgo aizkuņģa dziedzeri, un to varētu izmantot arī citu hronisku un akūtu slimību ārstēšanai, kas ietekmē intraperitoneālos orgānus.
Kādi ir nākamie soļi, lai sasniegtu klīnisko praksi intraperitoneālā insulīna infūzijā?
Tie ietvers rūpīgu sistēmas projektēšanu, implanta ūdensnecaurlaidības un saskarnes ar pacienta audiem uzlabošanu un visbeidzot ilgtermiņa preklīnisko validāciju, lai novērtētu robotu sistēmas ieguvumus hronisku slimību ārstēšanā. ”
Sistēma tika izstrādāta un izstrādāta, pateicoties Scuola Sant'Anna Istituto di BioRobotica medicīnas robotikas un bioinženierijas zināšanām.
Pirmsklīniskais protokols, robota implantācija un glikozes līmeņa kontroles process ir intensīvas sadarbības rezultāts ar Pizas Universitātes Medicīnas nodaļu un Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana.
Emanuele Federico Kauffmann un Fabio Vistoli, Pizas universitātes pētnieki un Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana ķirurgi, kuri ir atbildīgi par jaunās ierīces pirmsklīnisko apstiprināšanu, saka: “Konsolidētā daudznozaru sadarbība starp inženieriem, ārstiem un ķirurgiem no trim no vissvarīgākajām Pizas akadēmiskajām un veselības aprūpes iestādēm ir ļāvis ātri sasniegt oriģinālas ierīces eksperimentālu pielietojumu, pamatojoties uz pielietošanas principu, ko potenciāli var izmantot daudzās klīniskās jomās, izņemot īpašos testus, kas veikti cukura diabēta ārstēšanai.
Reģistrētie rezultāti ir tik iepriecinoši, ka mēs sagaidām, ka varēsim sasniegt pilnīgas klīniskās pielietošanas posmu cilvēkiem tikpat ātri pēc turpmākas attīstības un pilnveidošanas fāzes. ”
Stefano Del Prato, Pizas Universitātes Klīniskās un eksperimentālās medicīnas katedras profesors un AOUP Metabolisma slimību un diabētikas nodaļas direktors, kurš piedalījās pētījumā kopā ar doktori Mišelu Aragonu, komentē: “Šis gads ir simtgade kopš insulīna atklāšanas, kas ir fundamentāls posms medicīnas vēsturē un pagrieziena punkts diabēta slimnieku ārstēšanā.
Tomēr insulīna terapija ir sarežģīta: tā prasa vairākas subkutānas insulīna injekcijas un rūpīgu devu pielāgošanu, pamatojoties uz daudziem glikozes līmeņa mērījumiem asinīs.
Tātad jau no paša sākuma pētījumi ir mēģinājuši rast risinājumus, lai atvieglotu diabēta slimnieku dzīvi un efektīvāk kontrolētu slimību.
Ideja par mākslīgo aizkuņģa dziedzeri tika izstrādāta pirms 50 gadiem, un daži modeļi tagad ir tuvu klīniskai lietošanai.
Bet sadarbība starp Scuola Superiore Sant'Anna, Pizas universitāti un Azienda Ospedaliera paver vēl plašāku un daudzsološāku redzesloku, lai piedāvātu labāku nākotni daudziem diabēta slimniekiem, kuri ārstēti ar insulīnu, tieši šīs vēsturiskās simtgades gadījumā ”.
STUDIJU ZIŅAS
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, Pilnībā implantējama ierīce intraperitoneālai zāļu ievadīšanai, kas uzpildīta ar norijāmām kapsulām, Science Robotics 6, eabh3328 (2021);
Lasīt arī:
Covid var izraisīt diabētu: itāļu-amerikāņu pētījums par dabas metabolismu