Исследователи из Италии разработали имплантируемую систему подачи инсулина, заменяющую больным диабетом внутривенные, внутримышечные или подкожные инъекции лекарств. Система состоит из робота, помещаемого в брюшную полость хирургическим методом, и магнитных капсул с инсулином для его подзарядки.
При диабете I типа организм не способен вырабатывать инсулин, из-за чего больные вынуждены ежедневно вводить его самостоятельно. Кроме того, диабетикам необходимо в течение дня постоянно проверять уровень инсулина, что также зачастую предусматривает необходимость прокола кожного покрова для забора крови.
Постоянные уколы вредят не только коже, чьё состояние ухудшается при диабете, но и ментальному состоянию человека. По этой причине исследователи ищут способы повысить качество жизни диабетиков и избавить их от вынужденного дискомфорта. Например, в 2019 году американские учёные создали пероральный самоориентирующийся аппликатор — крошечное устройство для доставки инсулина. Оно попадает в желудок и доставляет препарат прямо в слизистую.
Существуют и специальные инсулиновые помпы. Они непрерывно подают инсулин под кожу и сокращает количество уколов. При этом само устройство необходимо постоянно носить с собой, что вызывает дискомфорт.
Итальянские исследователи решили взять за основу принцип работы помпы и создать более удобный механизм автономной подачи инсулина.
Основной компонент системы — имплантируемый тип инсулиновой помпы размером с небольшой раскладной телефон. Она вживается вдоль брюшной стенки, соединенной с тонкой кишкой. Внутри помпы находится инсулин, который она постепенно выбрасывает в организм. Когда он заканчивается, пациент должен выпить магнитную капсулу для дозаправки.
Схема заправки помпы отражена на рисунке ниже. Пациент проглатывает капсулу размером с таблетку. Она проходит естественным образом через пищеварительный тракт. Используя магнитные поля, помпа ловит капсулу, поворачивает в нужном направлении, пробивает её выдвижной иглой и выкачивает инсулин. После заправки помпа вытягивает иглу и отпускает капсулу.
Магнитные поля управляются по беспроводной сети внешним устройством. Батарея имплантата также заряжается по беспроводной сети.
В помпе заложено несколько механизмов, управляющих стыковкой, насосом, пробиванием капсулы, контролем за объемом резервуара и аспирацией. По словам авторов, при создании механизма они вдохновлялись промышленными зажимными системами и роботами для проверки труб.
Пока устройство испытано только на свиньях с диабетом. В ходе экспериментов авторы заметили, что часть биологических жидкостей может попадать внутрь робота во время дозаправки. Поэтому в дальнейшем учёные будут работать над улучшенной герметизацией.
Материалы исследования опубликованы в статье «A fully implantable device for intraperitoneal drug delivery refilled by ingestible capsules» в журнале Science Robotics (2021). DOI: 10.1126/scirobotics.abh3328
Комментарии (10)
PereslavlFoto
19.08.2021 20:53_Внутривенные_ инъекции?
А другие-то диабетики знают об этом?
Darlock_Ahe
20.08.2021 08:56Так делают в случаях комы от высокого сахара, т.е. если человек попал в реанимацию. А вот про внутремышечные инъекции знают только диабетики, которых привлекает BDSM.
Постоянные протыкания кишечника как-то не делают данный вариант доставки инсулина привлекательным.
Edit, уровень инсулина контролировать, это тоже новое слово в медицине.
lonelymyp
19.08.2021 23:12А вобще много инсулина расходуется?
Нельзя зашить литровую банку и раз в год её менять?
Darlock_Ahe
20.08.2021 09:083ависит от…
Инсулин вкалывается в соотношении с углеводами в еде, т.е. иногда больше, иногда меньше. Но в принципе, "усреднённая" доза, около 0.3-0.4мл
StSav012
20.08.2021 13:41+2Раз в год вскрывать тушку, как при аппендектомии? Сомнительное удовольствие. Ещё же надо предусмотреть, чтобы эта банка ничего не отдавила. Да и булькать будет при ходьбе.
lonelymyp
20.08.2021 22:45Перезаправлять резервуар делая прокол иглой. Раз в год ходить к доктору чтобы он один раз ткнул иглой и закачал новую порцию инсулина в резервуар.
А вот крепление... да, тут я не подумал, неудачный прыжок с дивана может что-то отдавить из внутренних органов.
Dr_No
15.11.2021 11:30Нельзя, по причине того, что инсулин необходимо хранить в холодильнике, срок годности инсулина при комнатной температуре не больше 1.5 месяцев. Расход инсулина вещь сугубо индивидуальная, кто-то в месяц расходует 2 ручки по 300 единиц, кто-то всего 100.
lonelymyp
15.11.2021 21:51Столько в человеке легко спрятать. По идее даже раз в месяц делать укол для дозаправки выглядит не такой уж плохой идеей. Прикрепить резервуар изнутри вплотную к коже, чтобы он врос в ткань. Раз в месяц прокалывать кожу иголкой и сливать/полоскать/заливать.
Можно даже аппарат заправочный выпустить, сел дома в кресло, прицепил на себя эдакую штуковину, она нашла точку входа, анестезией пшикнула, вколола иглу, прополоскала, залила новую порцию и ещё месяц не паришься.
Но наверняка есть другие преграды, раз эту очевидную идею ещё не реализовали.
Dr_No
16.11.2021 13:42Все уже придумано. Правда в виде наклеиваемых девайсов - https://www.omnipod.com/ это помпа, для контроля глюкозы есть Abbott Freestyle Libre, третья версия уже не больше 5 рублевой монеты, первые две версии диаметром 30 мм и высотой 5. Просто расходка дорогая, в месяц нужно около 15к рублей на такую помпу и еще 2 датчика либры, это еще 10к, если покупать официально завозимую первую версию.
iShrimp
Стоит пояснить, что суть изобретения - это новый способ заправки инсулиновой помпы, подающей инсулин в брюшную полость.
Обычные инсулиновые помпы имеют шланг с иглой, которая вводится под кожу и по которой подаются предварительно рассчитанные дозы инсулина. Этот способ даёт достаточно хороший контроль диабета, но имеет ряд недостатков - помпа может мешать и смещаться при физических нагрузках, место введения нужно менять раз в несколько дней, также требуется периодически заменять иглу и другие расходные материалы.
Другой, менее популярный и более технически сложный путь введения - внутрибрюшинный.
Т.е. прибор, установленный в брюшной полости, нужно как-то заправлять извне. И тут авторы предложили свою систему под названием PILLSID (PILl-refiLled implanted System for Intraperitoneal Delivery). Но как они предлагают пробивать насквозь кишечник, содержащий множество бактерий и не предназначенный для того, чтобы его регулярно протыкали - понять сложно. К сожалению, полный текст статьи не открывается из-за проблем на хостинге.