可植入机器人和磁性胶囊：糖尿病患者胰岛素输注的新前沿
糖尿病患者的腹腔胰岛素输注：得益于 Scuola Superiore Sant'Anna 生物机器人研究所、比萨大学医学区和 Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana 之间的合作研究，一种可植入的机器人系统已经已开发出（世界上第一个具有这些特征的）能够在糖尿病患者腹腔内注射胰岛素
糖尿病患者的腹腔胰岛素输注：这项发表在《科学机器人》杂志上的研究开辟了治疗影响全球数百万人的疾病的新方案
该设备由一个可以植入人体并与肠道连接以充当胰岛素泵的小型系统和装有胰岛素的可摄入药丸组成，这些药丸可以在泵的蓄水池用完时为设备充电。
该设备是当前基于重复皮下注射或可穿戴输液器的血糖控制策略的替代方案。
这绕过了访问端口、导管、针头和注射器的使用。
由 Scuola Superiore Sant'Anna 副校长 Arianna Menciassi 协调的研究人员开发的系统以及允许局部治疗和生理输注对 1 型糖尿病患者非常有用，特别是那些必须多次服用胰岛素的人一天几次。
“我们已经在机器人治疗和微创手术方面工作了一段时间，”Arianna Menciassi 解释说。
我们开发了用于胃肠道监测的胶囊和用于外科手术远程操作的磁系统。
作为博士学院的一部分，我们提出了将胶囊视为可以供应人造内脏的穿梭机，从而治疗极其重要的慢性疾病的想法。
托斯卡纳地区的资助使我们能够取得这些令人鼓舞的成果。
腹腔胰岛素输注：机器人通过手术植入腹部腹膜外空间并与肠道接口
它具有能够高精度输送胰岛素的泵的特性。
当泵的储液器进入“储备”状态时，可摄入药丸的任务是通过一个特殊的耦合系统补充它并将药物从药丸转移到机器人的储液器中。
正常吞咽的药丸通过肠道到达肠道环中的“对接”区域。
磁性机构被激活以捕获胶囊，吸入胰岛素并填充储液器。
此时，磁性机构停用，空胶囊恢复其正常排出的路径。
结合葡萄糖传感器和控制算法，该泵将在适当的血糖调节所需的时间和数量上释放胰岛素，从而充当第一个完全植入式人工胰腺。
该装置已被命名为 PILLSID（用于腹膜内递送的 PILXNUMX-refilled 植入系统），目前已在临床前水平得到验证。
该系统，”生物机器人研究所的博士后研究员兼该研究的主要作者 Veronica Iacovacci 解释说，“是在完全植入式机器人系统和控制药物输送设备领域向前迈出的重要一步。
在临床前水平获得的结果非常令人鼓舞，并且从技术和临床的角度来看都非常重要。
这种类型的装置可以在未来开发出第一个完全植入式人造胰腺，也可以用于治疗影响腹膜内器官的其他慢性和急性疾病。
实现腹腔胰岛素输注临床实践的下一步是什么？
他们将涉及系统的精心设计、植入物的防水性和与患者组织的接口的改进，以及最终的长期临床前验证，以评估机器人系统在治疗慢性疾病方面的益处。”
该系统的设计和开发得益于 Scuola Sant'Anna 的 Istituto di BioRobotica 的医疗机器人技术和生物工程专业知识。
临床前协议、机器人植入和血糖控制过程是与比萨大学医学区系和 Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana 密切合作的结果。
Emanuele Federico Kauffmann 和 Fabio Vistoli，比萨大学的研究人员和 Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana 的外科医生，负责新设备的临床前验证，他们说：“来自三个国家的工程师、医生和外科医生之间整合的多学科合作比萨最重要的学术和医疗机构的实验室基于应用原理快速实现了原始设备的实验应用，该应用原理除了用于治疗糖尿病的特定测试外，还可能用于许多临床领域。
记录的结果非常令人鼓舞，我们希望在进一步的开发和改进阶段之后，能够同样快地达到在人类中的全面临床应用阶段。”
比萨大学临床和实验医学系教授、AOUP 代谢疾病和糖尿病学 OU 主任 Stefano Del Prato 与 Michele Aragona 博士一起参与了这项研究，他评论说：“今年是胰岛素发现一百周年，这是医学史上的一个基本阶段，也是糖尿病患者治疗的转折点。
然而，胰岛素治疗很复杂：它需要多次皮下注射胰岛素，并根据血糖水平的大量测量值仔细调整剂量。
因此，从一开始，研究就试图寻找解决方案，让糖尿病患者的生活更轻松，并更有效地控制疾病。
人工胰腺的想法是在 50 年前提出的，现在一些模型已接近临床使用。
但是，Scuola Superiore Sant'Anna、比萨大学和 Azienda Ospedaliera 之间的合作开辟了更广阔、更有希望的视野，为许多接受胰岛素治疗的糖尿病患者提供更美好的未来，正是在这个历史性的一百周年之际”。
学习详情
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，一种完全可植入的腹腔给药装置，通过可摄入胶囊重新填充，Science Robotics 6，eabh3328（2021 年）；
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