Управление на диабета: Как изследователите разглеждат нови подходи от инсулинови пластири до изкуствен панкреас

За някои диабетици поддържането на кръвната захар на правилното ниво означава няколко инжекции на ден, всеки ден. Инжектирането на инсулин не е забавно, но за диабетици тип 1 това е разликата между живота и смъртта. Възможно ли е технологията да предложи начин за премахване на болката и стреса от управлението на диабета?

Хората с диабет тип 1 не произвеждат хормон, наречен инсулин, който позволява на глюкозата в кръвта да влезе в клетките и дава на тялото енергия. Вместо да използват инсулина, произведен от техния панкреас, диабетиците тип 1 получават своя инсулин, като редовно си го инжектират сами. Освен болката от иглата, инжекциите могат да причинят раздразнение на кожата и с течение на времето тя може да се свие или удебели. Вземете грешна доза и диабет тип 1 може да се окаже, че кръвната им захар спада до степен, че трябва да бъде хоспитализиран.

Може ли да се види краят на постоянните инжекции? Изследователите проучват дали смяната на една голяма игла с много малки може да помогне.

ВИЖ: 60 начина да извлечете максимална полза от вашите инициативи за големи данни (безплатен PDF)

„За хората, които използват инсулин... лечението се извършва като подкожна инжекция. Това е ежедневна инжекция, която може да бъде доста болезнена и също така неудобна“, казва Жен Гу, професор в катедрата по биоинженерство на UCLA.

Гу и неговият екип работят върху носещ пластир, който може да пропуска инсулин през кожата. Пластирът се състои от набор от микроигли, носещи инсулин. Микроиглите, дълги само 800 микрометра, са съставени от полимерна матрица от ензим, наречен фенилборна киселина (PBA). Те се намират точно под горния слой на кожата и реагират на промените в кръвната захар. Когато носителят на пластира започне да получава висока кръвна захар, протича реакция, която променя електрически заряд на PBA молекулите, което кара микроиглите да набъбват и освобождават инсулин в кожата. След като глюкозата спадне обратно до нормалните нива, иглите спират да освобождават инсулин.

Пластирът ще бъде с размер около една четвърт (около два и половина сантиметра) и ще бъде заменен всеки ден, или два или три пъти на ден, в съответствие с това колко често носителят обикновено приема своя инсулин инжекция. Системата е безболезнена, според Гу, „и може да подобри качеството на живот на хората“.

Други изследователски усилия също разглеждат потенциала на микроиглите за доставяне на инсулин. MIT и фармацевтичната компания Novo Nordisk са разработили хапче за инсулин. Обикновено инсулинът не може да се приема под формата на таблетки, тъй като ще се разгради от силно киселинната стомашна среда, преди да може да се поеме в кръвта. В системата MIT, след като хапчето достигне тънките черва, външната обвивка се разпада и разтворимите микроигли го закотвят към чревната стена, за да доставят инсулина.

Пластирите и хапчетата все още разчитат на потребителя да вземе своя инсулин в точното време и да се увери, че има точното количество инсулин под ръка, когато дойде време да го вземе. Компаниите за медицински изделия се надяват да преодолеят проблема, като напълно извадят потребителя от уравнението със системите за „изкуствен панкреас“.

Изкуственият панкреас, известен още като системи за доставяне на инсулин със „затворен цикъл“, се носи непрекъснато върху тялото. Малка пластмасова тръба, която се намира под кожата, взема проби от нивото на глюкозата в интерстициалната течност, течността, която заобикаля телесните клетки. Глюкомерът предава нивото на кръвната захар на потребителя към помпата и променя количеството инсулин, което подава, за да поддържа кръвната захар на потребителя в правилния диапазон.

Повечето налични системи в момента са известни като „хибридни“ системи със затворен цикъл. Такива системи доставят „базалното“ или фоновото ниво на инсулин. Потребителят обаче трябва да предостави допълнителна информация за своите хранения и ръчни показания на кръвната захар в системата, за да получите „болус“ дози – бързите инжекции бързодействащ инсулин, взети наоколо ястия. Компаниите за хардуер за инсулинови помпи работят върху напълно затворени системи, които могат автоматично да доставят както базални, така и болус дози без необходимост от човешка намеса.

Според Джеймс Хейуърд, главен технологичен анализатор на IDTechEx, все още стои въпросът колко голяма е разликата между хибридния затворен цикъл и пълния затворен контур. Пълната затворена система, включително болус дози, би била най-добрият идеал, казва той, защото тогава това е подход с пълен изкуствен панкреас: „Но на практика все още сте доста близо до хибридния затворен цикъл. Дори не мисля, че е толкова конкретна хардуерна или технологична промяна [от едно към друго]. Това е просто случай на това алгоритмите да станат достатъчно ефективни и сензорът да реагира достатъчно."

ВИЖ: Кръв, пот, сълзи и големи данни: Новата вълна от иновации в управлението на диабета

Въпреки че пълният изкуствен панкреас може да е на няколко години от комерсиалното разпространение, пазарът на хибридни устройства все още е вероятно да се увеличи.

„Виждам ли, че пазарът на инсулинови помпи расте? Да, наистина го правя“, казва Сидхарт Шах, програмен мениджър в практиката за трансформиращо здраве на Фрост и Съливан. Но Шах посочва разходите, които могат да достигнат до 7000 долара: „За един човек това е почти невъзможна цена, която да поеме напълно сам.“

Това е проблем, който производителите изглежда са разпознали и са измислили нови начини за таксуване, за да се справят с високата цена. Вместо просто да сключват сделки за определен брой единици, сделки между доставчици на хардуер и застрахователите – като споразумението между UnitedHealthcare и Medtronic – вместо това се фокусираха върху здравето резултати. Според двете компании пациентите, използващи системите със затворен цикъл, са имали 27% по-малко хоспитализации в сравнение с тези без.

Има признаци в по-широкия свят на здравеопазването, че системите със затворен цикъл са по-добри в поддържането на кръвната захар под контрол от ръчните алтернативи: едно проучване в New England Journal of Medicine установиха, че диабетици тип 1 със системи със затворен цикъл прекарват много повече време в нормалния диапазон на кръвната захар, отколкото тези, които получават своя инсулин единствено чрез инжекции.

Друг фактор, който може да помогне за увеличаване на възприемането, е все по-голямото движение към оперативна съвместимост. Фирми като Tidepool предлагат софтуер за управление на системи със затворен цикъл, които включват монитори за глюкоза и инсулинови помпи от различни производители, така че потребителите на системи със затворен контур вече могат да изберат точната комбинация от сензор, помпа и софтуер за контролер, който отговаря тях най-добре. Освен че се справят с доставката на глюкоза, такива приложения могат също да позволят на потребителите да подават данни за техния начин на живот, храна и други събития, за да научат как да управляват по-добре кръвната си захар. „В идеалния случай цялата индустрия трябва да премине към подхода, базиран на данни“, казва Шах.