Имплантируемые роботы и магнитные капсулы: новые рубежи в инфузии инсулина у диабетиков
Внутрибрюшинная инфузия инсулина у пациентов с диабетом: благодаря исследованию, проведенному в результате сотрудничества Института биоробототехники Высшей школы Сант'Анна, медицинских отделений Пизанского университета и Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, имплантируемая роботизированная система получила был разработан (первый в мире с такими характеристиками), способный вводить инсулин внутрибрюшинно пациентам с диабетом
Внутрибрюшинное введение инсулина пациентам с диабетом: исследование, опубликованное в журнале Science Robotics, открывает новые сценарии лечения заболевания, от которого страдают миллионы людей во всем мире.
Устройство состоит из небольшой системы, которая может быть имплантирована в человеческое тело и соединена с кишечником, чтобы действовать как инсулиновая помпа, и таблетки, содержащие инсулин, которые могут перезаряжать устройство, когда резервуар помпы заканчивается.
Устройство является альтернативой существующим стратегиям контроля уровня глюкозы в крови, основанным на повторных подкожных инъекциях или носимых инфузорах.
Это позволяет избежать использования портов доступа, катетеров, игл и шприцев.
Система, разработанная исследователями под руководством Арианны Менсиасси, заместителя вице-канцлера Скуола Супериоре Сант'Анна, а также позволяющая проводить локализованную терапию и физиологические инфузии, может быть очень полезной для людей с диабетом 1 типа, особенно для тех, кто должен принимать инсулин несколько раз подряд. раз в день.
«Некоторое время мы занимаемся робототехникой для терапии и малоинвазивной хирургии», - объясняет Арианна Менсиасси.
Мы разработали капсулы для желудочно-кишечного мониторинга и магнитные системы для удаленного управления в хирургии.
В рамках докторской школы мы пришли к идее думать о капсулах как о челноках, которые могут снабжать искусственные внутренние органы для лечения чрезвычайно серьезных хронических заболеваний.
Финансирование из региона Тоскана позволило нам достичь этих обнадеживающих результатов.
Внутрибрюшинная инфузия инсулина: робот хирургическим путем имплантируется во внебрюшинное пространство брюшной полости и соединяется с кишечником.
Он обладает характеристиками помпы, способной доставлять инсулин с высокой точностью.
Когда резервуар помпы переходит в «резерв», у принимаемой таблетки будет задача пополнить его через специальную систему соединения и перенести лекарство из таблетки в резервуар робота.
Таблетки, проглоченные нормально, проходят через пищеварительный тракт в «стыковочную» зону петли кишечника.
Магнитный механизм активируется для захвата капсулы, всасывания инсулина и заполнения резервуара.
В этот момент магнитный механизм деактивируется, и пустая капсула возобновляет свой путь к нормальному выталкиванию.
В сочетании с датчиком глюкозы и алгоритмом управления помпа будет выпускать инсулин в то время и в количествах, которые необходимы для правильного гликемического регулирования, таким образом, функционируя как первая полностью имплантируемая искусственная поджелудочная железа.
Это устройство было названо PILLSID (имплантированная система PILI для внутрибрюшинной доставки) и на данный момент прошло апробацию на доклиническом уровне.
Эта система, - объясняет Вероника Яковаччи, научный сотрудник Института биоробототехники и ведущий автор исследования, - является значительным шагом вперед в области полностью имплантируемых роботизированных систем и устройств для контролируемой доставки лекарств.
Результаты, полученные на доклиническом уровне, чрезвычайно обнадеживают и имеют большое значение как с технологической, так и с клинической точки зрения.
Устройство этого типа может позволить в будущем разработать первую полностью имплантируемую искусственную поджелудочную железу, а также может быть использовано при лечении других хронических и острых заболеваний, поражающих внутрибрюшинные органы.
Каковы следующие шаги для достижения клинической практики внутрибрюшинной инфузии инсулина?
Они будут включать в себя тщательную разработку системы, улучшение водонепроницаемости имплантата и взаимодействия с тканями пациента и, наконец, долгосрочную доклиническую валидацию для оценки преимуществ роботизированной системы при лечении хронических заболеваний ».
Система была спроектирована и разработана благодаря опыту в области медицинской робототехники и биоинженерии Istituto di BioRobotica Scuola Sant'Anna.
Доклинический протокол, имплантация робота и процесс контроля уровня глюкозы в крови - результат интенсивного сотрудничества с медицинскими отделениями Пизанского университета и Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana.
Эмануэле Федерико Кауфманн и Фабио Вистоли, исследователи из Пизанского университета и хирурги из Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, отвечающие за доклиническую валидацию нового устройства, говорят: «Консолидированное многопрофильное сотрудничество между инженерами, врачами и хирургами из трех стран. из наиболее важных академических и медицинских учреждений в Пизе позволило быстро достичь экспериментального применения оригинального устройства, основанного на принципе применения, который потенциально может быть использован во многих клинических областях, помимо специальных тестов, проводимых для лечения сахарного диабета.
Зарегистрированные результаты настолько обнадеживают, что мы ожидаем, что сможем достичь стадии полного клинического применения на людях так же быстро, после дальнейшей фазы разработки и уточнения ».
Стефано Дель Прато, профессор кафедры клинической и экспериментальной медицины Пизанского университета и директор OU по метаболическим заболеваниям и диабетологии AOUP, который участвовал в исследовании с доктором Микеле Арагона, комментирует: «В этом году XNUMX-летие открытия инсулина, фундаментальный этап в истории медицины и поворотный момент в лечении людей с диабетом.
Однако инсулинотерапия сложна: она требует нескольких подкожных инъекций инсулина и тщательной корректировки дозировки на основе многочисленных измерений уровня глюкозы в крови.
Поэтому с самого начала исследования пытались найти решения, которые облегчат жизнь людям с диабетом и помогут более эффективно контролировать болезнь.
Идея искусственной поджелудочной железы была разработана 50 лет назад, и сейчас некоторые модели близки к клиническому применению.
Но сотрудничество между Scuola Superiore Sant'Anna, Университетом Пизы и Azienda Ospedaliera открывает еще более широкие и многообещающие горизонты, чтобы предложить лучшее будущее многим людям с диабетом, получающим лечение инсулином, именно по случаю этого исторического столетия. ».
ДЕТАЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ
В. Яковаччи, И. Тамадон, Э. Ф. Кауфманн, С. Пане, В. Симони, Л. Марциале, М. Арагона, Л. Кобуччио, М. Кьяруги, П. Дарио, С. Дель Прато, Л. Рикотти, Ф. Vistoli, A. Menciassi, Полностью имплантируемое устройство для внутрибрюшинной доставки лекарств, заполненное глотательными капсулами, Science Robotics 6, eabh3328 (2021);
Читайте также:
Ковид может привести к диабету: итало-американское исследование «Природный метаболизм»