23 مه 2023 - دیابت نوع یک، 46.3 میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد و تعداد افراد مبتلا به این بیماری سالانه حدود 3٪ افزایش می یابد. این بیماری به محاسبات دقیق دوزهای انسولین مورد نیاز و تزریقات آزاردهنده ی روزانه برای جلوگیری از بیماری های محیطی ناشی از قند خون بالا یا پایین دارد.
سیستم‌های تحویل خودکار انسولین، که به آنها پانکراس مصنوعی نیز می‌گویند، مدیریت دیابت را برای بیماران کمی آسان تر می کند. این سیستم‌ها همراه با حسگرهای انسولین کاشته شده، پمپ‌هایی که انسولین را در داخل بدن تحویل می دهند، کنترل کننده‌های پمپ انسولین مرتبط، و الگوریتم‌های کنترلی پیچیده تر، به سرعت در حال پیشرفت هستند.
مقاله ی محققان دانشگاه پادووا، دانشگاه پاویا و دانشگاه ییل که در 23 مه در APL Bioengineering منتشر شد، از طراحی یک الگوریتم جدید برای کنترل پمپ های انسولین کاشته شده می گوید که ویژگی های منحصر به فرد هر بیمار را در نظر می گیرد. مدل آنها که با استفاده از شبیه ساز رایانه ای دیابت مورد تایید سازمان غذا و داروی آمریکا آزمایش شده است، ثابت می کند که تحویل انسولین داخل صفاقی (در داخل حفره شکمی) سریع است و تحویل انسولین فیزیولوژیکی طبیعی را تقلید می کند.
دکتر Claudio Cobelli، نویسنده این مقاله گفت: «نه تنها تزریق داخل صفاقی انسولین روشی بسیار شبیه به تحویل فیزیولوژیک طبیعی انسولین است، بلکه مشکل کنترل را نیز ساده‌تر می‌کند، زیرا تاخیری در تحویل انسولین ندارید.» بنابراین، این بدان معناست که شما می توانید یک کنترلر بسیار ساده و قوی برای مدیریت موقعیت های روزمره داشته باشید.
روش فعلی تحویل خودکار انسولین، که مبتنی بر فناوری به نام حسگرهای مداوم قندخون زیر جلدی است، بیماران را ملزم می‌کند تا به صورت دستی تعداد کربوهیدرات‌هایی را که مصرف می‌کنند، وارد کنند و وعده‌های غذایی خود را قبل از غذا به سیستم اعلام کنند. همچنین در حس کردن و تحویل انسولین آهسته عمل می کند. این تأخیرها، همراه با احتمال خطا در محاسبه دستی وعده های غذایی، سیستم را مستعد عدم دقت می کند و شیوع هایپرانسولینمی را افزایش می دهد- وضعیت بالا رفتن غلظت انسولین در بیماران که باعث بیماری عروق خونی بزرگ می شود.
محققان با استفاده از شبیه ساز مورد قبولFDA ، که برای تحویل مداوم انسولین زیر جلدی طراحی شده است، تغییراتی را برای شبیه سازی تحویل انسولین داخل صفاقی انجام دادند. آنها مدلی را توسعه دادند که می تواند تفاوت های فردی بیمار را در نظر بگیرد و یک الگوریتم کنترل پمپ را تایید کردند که نیازی به اعلام وعده غذایی ندارد.
دکتر کوبلی گفت: این یک مزیت بزرگ است. به تنظیم دستگاه ها کمک می کند و امکان شخصی سازی را فراهم می سازد. افراد مختلف نیازهای متفاوتی دارند، بنابراین باید الگوریتم ها را شخصی سازی کنید.
با گره زدن کار قبلی و آزمایش‌های فعلی، محققان با موفقیت شباهت‌های بین تحویل انسولین داخل صفاقی و فیزیولوژی ترشح انسولین طبیعی را نشان دادند و یک الگوریتم کنترل پمپ را تأیید کردند که از نظر عوامل شخصی سازی و واریانس زمانی(متغیر با زمان) برای وعده های غذایی صبحانه، ناهار و شام بسیار قوی عمل می کند.
کار آنها بخشی از یک پروژه چند ساله در اروپا به نام " FORGET DIABETES" است که هدف آن پیشرفت سریع فناوری‌های تحویل خودکار انسولین تا مرحله آزمایشات بالینی است.
این مقاله " طراحی سیلیکونی(به کمک کامپیوتر) و اعتبار سنجی یک کنترل کننده PID متغیر با زمان برای پانکراس مصنوعی با تحویل انسولین داخل صفاقی و سنجش گلوکز" توسط آلبرتو دالا لیبرا، کیارا توفانین، مارتینا درکوگنا، آلفونسو گالدریسی، جیانلوئیجی پیلونتو و کلودیو کوبلی نوشته شده و در 23 می 2023 ، در APL Bioengineering منتشر گردید.
منبع:
https://medicalxpress.com/news/2023-05-algorithm-implanted-insulin-accounts-unique.html