人工胰腺的現(xiàn)在和未來(一)
摘要:人工胰腺的最重要的地方就是餐時的胰島素輸送。系統(tǒng)可以根據(jù)目前的趨勢和血糖水平來計算進餐時間,但是還是需要輸入碳水數(shù)量并且手動輸注大劑量,就像常規(guī)胰島素泵一樣。
AleciaWesner被診斷為1型已經(jīng)將近40年了,她幾乎花了一輩子時間來管理自己的血糖,進食數(shù)量,碳水比例,嘗試各種新設(shè)備幫助控制血糖。幾乎所有的推銷員都有我的號碼,這讓我感到很煩躁。
后來Wesner被邀請參加
胰島素輸送系統(tǒng)的實驗,這套系統(tǒng)被稱為糖尿病助理(DiAs),是一種自動化血糖管理工具,一些研究人員也把它叫做閉環(huán)系統(tǒng)或人工胰腺。
在過去的幾年里,Wesner花了幾個星期去紐約市西奈山醫(yī)院進行了測試,在這段時間里,醫(yī)生團隊會觀察她的血糖變化。之后,她試用了由胰島素泵,動態(tài)血糖儀以及手機上的app組成的系統(tǒng),這個系統(tǒng)可以在設(shè)置完之后根據(jù)血糖來調(diào)整胰島素。
該系統(tǒng)旨在模仿胰腺的功能,基于血糖讀數(shù),活動,碳水攝入量,睡眠和其他因素來計算胰島素需求,之后它會全天候自動調(diào)整并且提供胰島素。這在夜間特別有用,減少了因為高血糖或是低血糖醒來的次數(shù)。
人工胰腺的最重要的地方就是餐時的胰島素輸送。在Wesner參與試驗的過程中,系統(tǒng)可以根據(jù)她目前的趨勢和血糖水平來計算進餐時間,但是她還是需要輸入碳水數(shù)量并且手動輸注大劑量,就像常規(guī)胰島素泵一樣。
Wesner說在她參加試驗的這段時間中,這一系統(tǒng)已經(jīng)變得更小,更精簡,更可靠了。它們基本都是在現(xiàn)有的泵和動態(tài)血糖儀上做修改,可以戴在皮帶上或是放在口袋里,,通過管路和皮下傳感器來工作。對于幾乎一輩子都在跟血糖作斗爭的
糖友,這些能夠減輕日常負擔(dān)的設(shè)備是很重要的,同時也是需要很精確的。
其實很多1型和
2型糖友可以用上類似的系統(tǒng)了,2016年9月,美國食品和藥物管理局FDA已經(jīng)批準了在美國銷售人工胰腺系統(tǒng),美敦力MiniMed670G。同時截止本文發(fā)表時間,已經(jīng)有至少五家公司正在為自己的系統(tǒng)做上市準備,希望在2020年推向市場。
算法
當胰腺正常工作的時候,它是敏感而平衡的。在熱狗大小的一個器官中,數(shù)百萬個β細胞在檢測著血液中的葡萄糖水平。當葡萄糖水平升高時,β細胞會釋放胰島素,同時促使體內(nèi)其他細胞吸收和儲存葡萄糖并停止
肝臟釋放葡萄糖。如果血糖過低,胰腺中的α細胞會釋放胰高血糖素,從而促使肝臟釋放存儲的葡萄糖。
當胰腺中的β細胞停止工作了,糖尿病就發(fā)生了。β細胞不會感應(yīng)到血糖的升高或是下降,從而調(diào)整胰島素的釋放,糖友就必須要用血糖儀和胰島素筆來控制血糖。這些技能都需要糖友來掌握,并且隨時攜帶一個或多個設(shè)備。
然后就需要算法,新一代的動態(tài)血糖儀可以提供準確的實時葡萄糖讀數(shù)。但是,還是需要用戶去計算基礎(chǔ)率,碳水來提前處理血糖的高低點。糖尿病自我控制的負擔(dān)加上了一些新科技就變得有挑戰(zhàn)了。