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Pâncreas artificial: trocador de jogo para o tratamento do diabetes?

A inovação médica no tratamento do diabetes tipo 1 dá um grande salto à frente com a invenção e o teste de um pâncreas artificial. Poderia este dispositivo smartphone baseado em algoritmos mudar a vida dos diabéticos para melhor?

[Dispositivo de pâncreas artificial]

De acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC), quase 1 em 10 americanos tem diabetes. Destes, cerca de 5% são diabéticos tipo 1, o que equivale a 1,5 milhões de americanos.

O tratamento para diabetes tipo 1 é altamente eficaz, mas é uma provação relativamente problemática. Os pacientes devem retirar regularmente sangue, verificar os níveis de glicose e injetar a quantidade adequada de insulina.

As intervenções atuais deixam uma oportunidade indesejada de erro humano. Eles também são bastante desagradáveis ​​e inconvenientes; a busca por melhores tratamentos está em andamento.

Uma dessas melhorias mostrando uma grande promessa é o chamado pâncreas artificial. A idéia de um pâncreas artificial tem sido discutida há décadas, mas é apenas recentemente que se tornou uma opção potencialmente viável.

Projetado por Boris Kovatchev e sua equipe na Universidade de Virginia School of Medicine, esta inovação médica tem o potencial de mudar milhões de vidas para melhor.

Kovatchev tem trabalhado em tal dispositivo desde 2006. Inicialmente, acreditava-se que esse tipo de sistema de circuito fechado que podia monitorar os níveis de glicose e administrar a insulina adequadamente era impossível.

A idéia de um pâncreas artificial foi recebida com ceticismo da comunidade científica, mas, felizmente, Kovatchev continuou inabalável:

“Mostramos que não é apenas possível, mas pode ser executado em um smartphone”.

O que é diabetes tipo 1?

A insulina normalmente facilita a absorção de glicose do sangue para o corpo onde é usada. Diabetes tipo 1 ocorre quando o pâncreas pára de produzir insulina suficiente.

Diabetes tipo 2 é mais frequentemente causado por escolhas de estilo de vida, como má alimentação e falta de exercício; O diabetes tipo 1, no entanto, não está relacionado ao estilo de vida. As células beta do pâncreas que fabricam insulina são atacadas por uma resposta inadequada do sistema imunológico, tornando-as insuficientes para as necessidades do corpo.

Para compensar esse déficit na bioquímica, os pacientes frequentemente devem picar os dedos, coletar uma amostra de sangue, medir os níveis de glicose e injetar insulina para restabelecer a balança. Esta ladainha regular é necessária para manter os níveis de glicose no sangue dentro de uma faixa saudável.

Além da inconveniência e desconforto, como com qualquer coisa que seja dependente da interação humana, existe a possibilidade de erro. Os níveis elevados de glicose podem, ao longo do tempo, danificar os rins, nervos, olhos e vasos sanguíneos. No outro extremo do espectro, a baixa glicose, ou “hipopótamos” pode, em circunstâncias extremas, levar a coma ou morte.

Qualquer coisa para remover a possibilidade de erro do usuário será de benefício óbvio.

Como funciona o pâncreas artificial

O pâncreas artificial de Kovatchev, também conhecido como controle de glicose no sangue em diabetes, tira grande parte da interação humana atualmente necessária na automedicação.

O hub central do sistema usa uma plataforma chamada InControl que é executada em um smartphone reconfigurado. Este dispositivo portátil está ligado sem fio a um monitor de glicemia, uma bomba de insulina e um local de monitoramento remoto. O monitor de açúcar no sangue leva os níveis de glicose no sangue a cada 5 minutos e fornece as leituras para o dispositivo InControl.

O dispositivo é controlado por algoritmos e administra a quantidade correta de insulina através de uma agulha fina, sem que o paciente tenha que derramar nem mesmo uma gota de sangue.

Os algoritmos são onde entra a verdadeira inovação. Eles são projetados para adivinhar quanto a insulina provavelmente será necessária. Não é suficiente que a tecnologia simplesmente reaja aos níveis sanguíneos em qualquer momento específico, deve prever picos de glicose, antecipar mudanças e adaptar-se à sensibilidade à insulina de um indivíduo. Isto não significa que é uma farça.

O pâncreas humano é capaz de fazer esses cálculos com facilidade, mas projetar algo tão capaz quanto o pâncreas é uma tarefa difícil.

Quando perguntado sobre os algoritmos, Kovatchev disse:

“Os algoritmos são baseados em um modelo do sistema metabólico humano que usa dados de monitoramento contínuo de glicose, entrega de insulina passada e, possivelmente, outros sinais disponíveis, para reconhecer padrões de flutuações de açúcar no sangue e prever onde o açúcar no sangue do paciente na posição .

Em seguida, o algoritmo fornece insulina com base nos valores de glicose previstos. É dada especial atenção à previsão e mitigação da hipoglicemia – um algoritmo separado (chamamos de Sistema de Supervisão de Segurança) é especificamente ajustado para isso, e é muito bom nessa tarefa. “

Ele nos disse que o sistema de segurança é o algoritmo mais testado; está em uso há muitos anos.

Kovatchev explica ainda como o pâncreas artificial funciona no vídeo abaixo:

Experimentando o órgão inovador

O Instituto Nacional de Diabetes e Doenças Digestivas e Renais estão apoiando esta pesquisa vital para a quantia de US $ 12,6 milhões.

O pâncreas artificial iniciou seus testes finais em nove locais nos EUA e na Europa. Para a primeira fase, 240 pacientes com diabetes tipo 1 irão testar o sistema por 6 meses. A segunda série de testes verá 180 pacientes da primeira fase usando o sistema por mais 6 meses.

Projetado em conjunto com TypeZero Technologies em Charlottesville, VA, o sistema será comparado com uma bomba de insulina padrão contra dois critérios principais: como os níveis de açúcar no sangue são gerenciados e se o risco de hipoglicemia ou baixa de açúcar no sangue é reduzido.

Kovatchev explica seus objetivos para o pâncreas artificial:

“Para ser bem-sucedido como tratamento ideal para o diabetes, o pâncreas artificial precisa comprovar sua segurança e eficácia em estudos fundamentais de longo prazo no ambiente natural do paciente.

Nosso principal objetivo é estabelecer um novo paradigma de tratamento do diabetes: o pâncreas artificial não é um dispositivo de função única; é uma rede adaptável e vestível que envolve o paciente em um ecossistema de tratamento digital “.

Outras melhorias no horizonte

Esta inovação parece destinada a fazer uma diferença enorme e positiva para milhões de pessoas. Destina-se a melhorar a vida dos diabéticos tipo 1, facilitando o fardo de controlar os níveis de insulina manualmente. Além disso, graças aos algoritmos, o pâncreas artificial deve manter a glicose no sangue em níveis mais fisiologicamente normais.

Naturalmente, todo avanço médico traz consigo um novo conjunto de horizontes a serem buscados. perguntou Kovatchev se há alguma adaptação ou melhoria que ele gostaria de fazer no pâncreas artificial mais abaixo na linha:

“Sistemas de múltiplos sinais e multi-hormônios estão sendo explorados para usar sinais adicionais, como freqüência cardíaca ou detecção de movimento, e hormônios adicionais, como a amilina. Acreditamos que a tecnologia estará evoluindo nessas direções.”

Kovatchev e colaboradores já estão descobrindo o uso de outros hormônios no pâncreas artificial; sua equipe também está investigando se o sistema só precisa ser usado em certas horas do dia, por exemplo, à noite e / ou após as refeições.

O pâncreas artificial parece provável que vá de força em força. Em conjunto com as outras tecnologias atualmente sendo investigadas, o diabetes logo estará batendo em retirada. pesquisa recentemente coberta sobre a possibilidade de transplantar células secretoras de insulina em pacientes diabéticos.

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