Искусственная поджелудочная железа: что нужно знать

Если вы вообще обращаете внимание на новости о диабете, то наверняка часто слышали термины «искусственная поджелудочная железа», «замкнутая система» или «бионическая поджелудочная железа» в последние годы. А если вы сами живете с диабетом, семья и друзья могут даже спросить, есть ли у вас один из них.

Эта футуристическая технология теперь официально упоминается как системы автоматической доставки инсулина (AID), и они очень близки к тому, чтобы по-настоящему изменить правила игры для людей, чья жизнь зависит от инсулина.

На сегодняшний день Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило две ранние коммерческие системы AID, Medtronic MiniMed 670G и Control-IQ от Tandem Diabetes Care. Другие компании работают над версиями, которые могут быть доступны в ближайшее время.

Между тем, активное сообщество пациентов-пациентов «сделай сам» («сделай сам») разрабатывает свои собственные самодельные версии, которые широко используются по всей стране.

Что такое искусственная поджелудочная железа?

Хотя искусственная поджелудочная железа (AP) звучит как единый прибор, который вы бы просто подключили к своему телу, факт в том, что нас еще нет.

Исследователям потребовались десятилетия, чтобы соединить различные диабетические устройства с помощью комбинации кабелей и беспроводной технологии и создать систему, которая может имитировать то, что делает здоровая поджелудочная железа: контролировать уровень глюкозы и доставлять инсулин по мере необходимости.

В настоящее время AP - это, по сути, инсулиновая помпа, подключенная к непрерывному монитору глюкозы (CGM). Монитор управляется через приемник (в настоящее время это отдельное портативное устройство, но в будущем может быть мобильное приложение для смартфона) с использованием сложных программных алгоритмов, чтобы все это работало.

Идея состоит в том, чтобы максимально автоматизировать контроль уровня глюкозы в крови (ГК), чтобы пользователю больше не нужно было измерять уровень сахара в крови пальцем, а затем рассчитывать, сколько инсулина нужно дозировать или уменьшить на основе показаний. Некоторые системы могут даже автоматически отключать подачу инсулина на основании низких показателей сахара в крови, обнаруженных CGM. Некоторые системы экспериментируют с переносом глюкагона в помпу вместе с инсулином, чтобы при необходимости поднять уровень сахара в крови.

Эти системы находятся на разных этапах разработки: от клинических исследований до первых коммерческих продуктов и до тех, которые «взломаны» технически подкованными домашними мастерами, которые не хотят ждать продуктов, одобренных FDA. Достигнуты невероятные успехи, и, похоже, появляются новые группы и компании, которые работают над этим захватывающим достижением в области диабетических технологий.

Продукты, включенные в текущие системы AP:

• инсулиновая помпа, которая обеспечивает непрерывный поток инсулина в организм через «место инфузии» или небольшую канюлю, вставленную в кожу
• CGM, который постоянно измеряет уровень сахара в крови с помощью небольшого датчика, который надевается на кожу и имеет собственную канюлю, отдельную от помпы. В настоящее время на рынке США есть два традиционных CGM от Dexcom и Medtronic, которые постоянно предлагают высокие и низкие предупреждения как часть функциональности устройства.
• контроллер - либо сама инсулиновая помпа, либо отдельный приемник; в конечном итоге мобильное приложение для смартфона, включающее экран дисплея, на котором пользователи могут видеть данные об уровне глюкозы.
• программное обеспечение алгоритма, «мозг» системы, который вычисляет числа, чтобы предсказать, куда направляются уровни глюкозы, а затем сообщает помпе, что делать
• глюкагон, гормон, который быстро увеличивает уровень глюкозы в крови, используется здесь как противоядие от гипогликемии (низкий уровень сахара в крови)

Сколько будет стоить искусственная поджелудочная железа?

Полная розничная цена на систему Medtronic 670G составляет от 7000 до 8000 долларов. Но со страховкой большинство пациентов платят чуть более 1000 долларов за первоначальное подключение к системе, а затем должны постоянно оплачивать помпу и расходные материалы CGM. Годовая стоимость передатчика CGM составляет 699 долларов, а датчики стоят от 50 до 75 долларов, в зависимости от купленной суммы. Medtronic предлагает финансовую помощь нуждающимся пациентам.

Новая система Tandem Control-IQ предлагается в качестве бесплатного обновления программного обеспечения для пользователей помпы Slim X2 в США, которые приобрели помпу до 31 декабря 2020 г., в качестве бесплатного обновления программного обеспечения. Существующие пользователи могут получить доступ к обновлению через Tandem Device Updater, который просто подключается к компьютеру с помощью кабеля micro-USB.

Помимо этого бесплатного предложения, стоимость помпы Tandem t: slim X2 с Control-IQ составляет 4000 долларов, но, по словам Tandem, медицинская страховка обычно покрывает 80 процентов этой стоимости.

Но вам все равно нужно покупать все расходные материалы Dexcom G6 CGM отдельно. Хотя страховое покрытие может варьироваться, розничная цена будет составлять 237 долларов за один передатчик G6 на три месяца и 349 долларов за коробку из трех 10-дневных датчиков.

Ожидается, что некоторые новые системы AP появятся на рынке к середине-концу 2021 года, а в ближайшие несколько лет появятся многие варианты.

Специальные ценники для новых систем еще не доступны, но они не должны превышать стоимость инсулиновой помпы и CGM, используемых в настоящее время. Некоторые компании, в частности Bigfoot Biomedical, даже работают над моделью «пакетной» подписки, которая будет предлагать пользователю все необходимые материалы на ежемесячной основе за один ежемесячный платеж.

Кто изобретает системы искусственной поджелудочной железы?

Нет отдельного изобретателя, которого можно поблагодарить, а скорее целый ряд компаний, работающих над созданием готовой к выходу на рынок системы AP. Они включают в алфавитном порядке:

Бета-бионика

Д-р Эд Дамиано и его команда, созданная в рамках проекта iLet Bionic Pancreas Бостонского университета, работали над Beta Bionics более десяти лет. Испытания на животных проводились в 2005 году, испытания на людях начались в 2008 году, и сегодня он продолжает развиваться. В 2016 году команда Go Bionic сформировала коммерческую общественную корпорацию для разработки и вывода своей системы iLet на рынок. Это двухкамерное устройство со сложным пользовательским интерфейсом будет включать предварительно заполненные картриджи с инсулином и глюкагоном, чтобы исключить необходимость ручного заполнения пользователем. Ожидается, что он будет выпущен к 2022 году.

Биомедицинский снежный человек

Основанная в конце 2014 года бывшим генеральным директором JDRF Джеффри Брюером и группой D-Dads, Bigfoot нанял некоторых из самых известных AP-предпринимателей и приобрел интеллектуальную собственность у ныне несуществующей компании Asante Solutions, производящей инсулиновые помпы. Они объединились с Abbott Diabetes Care, чтобы использовать в своей системе систему мониторинга FreeStyle Libre Flash нового поколения. Компания Bigfoot также приобрела Timesulin, чтобы создать версию своей системы автоматической доставки инсулина (AID) smartpen вместе с помповой версией. В ноябре 2017 года компания получила ускоренное «обозначение прорывного устройства» от FDA, а в середине 2020 года подала в FDA свою версию ручки Bigfoot Unity. Вы можете прочитать историю происхождения здесь.

Diabeloop

Diabeloop - европейская насосная компания и французский исследовательский консорциум, разрабатывающий и испытывающий новые системы AP в Великобритании и Франции. В его первой разработанной версии использовался гибридный насос с патч-трубкой Kaleido, но с тех пор, как это устройство было снято с производства, Diabeloop работает над интеграцией других насосных технологий, таких как система Roche Accu-Chek.

Dexcom

Ведущая технология датчиков CGM от Dexcom из Сан-Диего лежит в основе подавляющего большинства разрабатываемых систем AP, в том числе некоторых самодельных систем, собираемых гражданскими хакерами. Чтобы обеспечить дальнейшее развитие, Dexcom интегрировал алгоритм AP в свой продукт G4 в 2014 году и подписал соглашения об интеграции устройств с производителями инсулиновых помп Inslet (Omnipod). Новейшие модели G6 и будущие модели G7 будут использоваться в системах с замкнутым контуром с Tandem's t: slim X2, Sovlet Omnipod 5 (ранее Horizon) и другими. В 2018 году компания CGM приобрела стартап с замкнутым циклом TypeZero Technologies с планами предложить эти алгоритмы в качестве опции для компаний D-Tech в будущем.

Дозовая безопасность

Dose Safety - это стартап из Сиэтла, разрабатывающий сложный контроллер для использования в системах AP.

DreaMed Диабет

DreaMed Diabetes - израильский стартап, основанный в 2014 году как дочернее предприятие международного консорциума DREAM с целью коммерциализации технологии AP, лежащей в основе его программного обеспечения Glucositter. В 2015 году Medtronic подписала соглашение об использовании Glucositter в своей будущей технологии замкнутого цикла. Он использует алгоритм, основанный на теории «нечеткой логики», который представляет собой алгоритм обучения, предназначенный для минимизации рисков гипо- / гиперсобытий.

EoFlow

EoFlow - южнокорейская компания, разрабатывающая систему AID, получившую название EoPancreas. Здесь используется патч-насос EoPatch, доступный в Азии, который будет интегрирован с датчиком CGM, произведенным китайской компанией POCTech. В конце концов, компания надеется построить другие CGM. Он будет использовать заблокированный контроллер в стиле телефона Android, аналогичный контроллеру, используемому в последней версии бескамерной инсулиновой помпы Omnipod. Алгоритм управления будет ранее лицензирован TypeZero Technologies. EoFlow получил от FDA «обозначение прорывного устройства» в марте 2019 года.

Инсулет Корп.

Компания Isulet Corp., базирующаяся в Бостоне, производит бескамерные инсулиновые помпы Omnipod. Компания объявила об интеграции с Dexcom CGM в 2014 году, а позже заключила сделку с фирмой по разработке программного обеспечения AP Mode AGC (ООО «Автоматизированный контроль глюкозы») о разработке и внедрении их усовершенствованного алгоритма AP в систему. Компания занимается разработкой Omnipod 5 (ранее известного как Omnipod Horizon), и ожидается, что это произойдет в середине 2021 года.

Лилли Диабет

Lilly Diabetes, фармацевтический гигант из Индианаполиса, производитель инсулина, работает над собственной системой AID. Компания совместно разрабатывала собственную систему подачи помпы, но в 2020 году отказалась от этого проекта, чтобы вместо этого начать коммерциализацию YpsoPump европейского производства в США. Помимо этой помпы, Lilly разрабатывает подключаемую систему инсулиновой ручки. Компания сотрудничает с Dexcom на стороне CGM.

Медтроник Диабет

Medtronic Diabetes - лидер на рынке инсулиновых помп и единственная компания, которая производит как помпы, так и устройства CGM. В 2014 году компания выпустила свою комбинированную систему с суспензией с низким содержанием глюкозы (530G), первый продукт, одобренный новым обозначением FDA, предназначенный для облегчения нормативного регулирования для этих устройств. В 2015 году Medtronic также подписала эксклюзивное соглашение об использовании программного обеспечения AP Glucositter в своих будущих системах.

28 сентября 2016 года система «гибридного замкнутого контура» MiniMed 670G от Medtronic стала первой одобренной FDA системой для автоматического дозирования инсулина на основе показаний CGM. Таким образом, это первый «ранний AP» на рынке. Используя датчик CGM четвертого поколения под названием Guardian 3, он автоматически регулирует базальный (фоновый) инсулин, чтобы максимально приблизить пользователя к 120 мг / дл, ограничивая низкий и высокий уровень сахара в крови. В 2018 году FDA одобрило его применение у детей в возрасте от 7 лет «по педиатрическим показаниям».

Его система следующего поколения на стадии разработки - это 780G, «усовершенствованный гибридный замкнутый контур», который будет более полностью автоматизирован и персонализирован с автоматическим болюсированием и более низким целевым значением 100 мг / дл. Он также будет подключен к датчику Zeus CGM следующего поколения.

Поджелудочная железа

Pancreum - это дальновидный стартап, основанный бывшим инженером Инсулет, целью которого является создание модульной конструкции из трех частей, чтобы сделать систему AP более гибкой и полезной для пациентов.

Тандемное лечение диабета

Компания Tandem Diabetes Care, создатели инновационной инсулиновой помпы t: slim, в декабре 2019 года запустила вторую в мире систему с замкнутым контуром Control-IQ, одобренную FDA. MiniMed 670G Hybrid Closed Loop, впервые представленный диабетом, который регулирует только фоновую базальную скорость, но не поддерживает автоматические пищевые или корректирующие болюсы. На сегодняшний день это также единственная система, совместимая с Dexcom CGM, поскольку система Medtronic работает исключительно с датчиком непрерывного действия этой компании. Первоначальные отзывы пользователей были очень положительными.

Технологии TypeZero

TypeZero Technologies начиналась как стартап из Шарлоттсвилля, штат Вирджиния, который возник в результате многолетних исследований с замкнутым циклом и разработки AP-системы в Университете Вирджинии (UVA). Работа была сосредоточена на коммерциализации того, что UVA первоначально называло DiAs (системы помощи при диабете), и сначала была сосредоточена на интеграции с технологией замкнутого цикла тандемного диабета. В 2018 году производитель CGM Dexcom приобрел TypeZero Technologies с планами лицензировать эти алгоритмы другим игрокам, разрабатывающим эти системы AP.

Искусственная поджелудочная железа Lingo

Вот некоторые из ключевых терминов:

Алгоритмы. Алгоритм - это набор пошаговых математических инструкций, которые решают повторяющуюся задачу. В мире AP существует множество различных подходов к этому, что очень жаль, потому что стандартизация протоколов и показателей отчетности была бы чрезвычайно полезна как для врачей (для оценки данных), так и для пациентов (для получения доступа к системам, которые предоставляют возможность выбора). сменных компонентов).

Замкнутый цикл. Система автоматического управления, в которой операция, процесс или механизм регулируются с помощью обратной связи. В мире диабета замкнутая система - это, по сути, AP, где доставка инсулина регулируется обратной связью от алгоритма, основанного на данных CGM.

Двойной гормон. Это система АП, содержащая как инсулин, так и глюкагон.

UI (пользовательский интерфейс). Технологический термин, который относится ко всему, что спроектировано в устройстве, с которым может взаимодействовать человек, например, экран дисплея, цвета, кнопки, индикаторы, символы значков, справочные сообщения и т. Д. Исследователи пришли к выводу, что плохо спроектированный пользовательский интерфейс может запретить пациентам использовать систему AP. Поэтому в настоящее время разработка пользовательского интерфейса прилагается очень много усилий.

Приостановка с низким уровнем глюкозы (LGS) или пороговая приостановка. Эта функция позволяет системе AP автоматически прекращать подачу инсулина в случае достижения порога низкого уровня сахара в крови. Эта возможность является ключом к созданию точки доступа, которая действительно может контролировать уровень глюкозы.

Системы искусственной поджелудочной железы своими руками

Многие в D-сообществе обращаются к DIY-технологиям для создания собственных инструментов обмена данными и так называемого AID. Это технически подкованное движение является исключительно открытым исходным кодом, что означает, что сообщество постоянно совместно разрабатывает инструменты, собирая их на Facebook и на сайте разработчиков GitHub. Технология может быть изменена по мере необходимости на основе работы, которую делают другие, и того, как приложения работают в реальном мире.

Некоторые термины, которые нужно знать:

#WeAreNotWaiting: этот хэштег стал криком митинга среди гражданских хакеров, продвигающих инновации в области медицинских устройств, не дожидаясь, пока врачи, фармацевтика или FDA дадут им добро. Эта массовая инициатива оказала большое влияние на ускорение инноваций, включая разработку AP.

#OpenAPS: Эта система DIY AP была создана гражданскими хакерами Даной Льюис и Скоттом Лейбрандом.Их невероятная работа породила движение, поскольку все больше и больше терпеливых предпринимателей начинают использовать эту систему и совершенствовать ее. FDA признало OpenAPS и все еще не решает, как отреагировать.

#AndroidAPS: в основном то же самое, что и вышеупомянутый OpenAPS, но базируется в Европе, а технология работает на смартфонах Android.

Цикл: иногда используемый как общий термин для всех, кто использует замкнутую систему с открытым исходным кодом, цикл также относится конкретно к циклическим системам. Это приложения, которые работают с инсулиновой помпой, устройством RileyLink (ниже) и iPhone. Прочтите этот обзор этих систем.

RileyLink: небольшое устройство, которое служит «мозгом» для систем Loop. Он соединяет iPhone с Dexcom CGM и инсулиновой помпой для создания петлевых систем. Он был разработан папой Питом Швамбом и назван в честь его дочери Райли, которая страдает диабетом 1 типа. Официальный сайт для получения дополнительной информации и заказа - GetRileyLink.org.

LoopDocs: это невероятно подробное онлайн-руководство по Looping, созданное D-Mom Кэти ДиСимоун, которая использует эту технологию DIY и следит за последними разработками. Этот ресурс также предлагает ряд другой информации, включая группы Facebook и другие онлайн-инструменты, чтобы узнать больше и принять участие.

Tidepool Loop: в 2018 году некоммерческий стартап платформы данных о диабете Tidepool объявил, что получил финансирование для начала работы над «официальной» версией Loop, которая будет работать в паре с инсулиновой помпой Omnipod. Для этого потребуется версия сообщества DIY и превратить ее в продукт, который может быть рассмотрен FDA в рамках официального процесса регулирования на предмет коммерческой доступности. Организация надеется подать заявку в конце 2020 или начале 2021 года, и сообщество очень хочет, чтобы она материализовалась.

Безопасны ли системы искусственной поджелудочной железы?

Исследования показывают, что в целом AP безопасны и эффективны. Однако, как и любые медицинские устройства, эти системы несовершенны. Уровень сахара в крови, выходящий за допустимые пределы, все еще может произойти, поэтому пользователям следует действовать с осторожностью. Это особенно верно для систем, которые не регулируются FDA, поскольку алгоритмы часто все еще находятся в стадии разработки.

В интернет-сообществе Diabetes Online в блогах, в Twitter, Facebook и Instagram можно найти бесчисленное количество примеров людей, успешно использующих эту диабетическую технологию и делящихся своим опытом.

Два первых испытания, которые начались в январе 2016 года, помогли проложить путь к одобрению FDA коммерческого продукта, доказав безопасность и эффективность системы AP в долгосрочной перспективе (от 6 месяцев до года) «в естественной среде пациента». ”

Еще что нужно знать о системах искусственной поджелудочной железы

Вот несколько важных фактов о разработке AP.

FDA и JDRF прилагают все усилия для достижения прогресса AP

Фактически, они настаивают на этом уже более десяти лет. Вот график:

Путь к AP: Еще в 2006 году JDRF учредила Консорциум проектов искусственной поджелудочной железы (APPC), многолетнюю многомиллионную инициативу по ускорению разработки AP. Это получило большой импульс, когда в том же году FDA также назвало технологию AP как одну из своих инициатив «Критического пути» для стимулирования инноваций в научных процессах.

Рекомендации: В марте 2011 года JDRF предложила, чтобы FDA выпустило руководство для дальнейшего ускорения разработки. JDRF работал с клиническими экспертами над составлением этих первоначальных рекомендаций, которые были выпущены в декабре 2011 года.

Первое клиническое испытание: в марте 2012 года FDA дало зеленый свет самому первому амбулаторному клиническому испытанию системы AP.

Знаковое одобрение: в сентябре 2016 года наступил знаковый момент, когда FDA одобрило Medtronic MiniMed 670G, систему «гибридного замкнутого контура», которая автоматически регулирует базальный инсулин и может прогнозировать некоторую гипо- и гипергликемию. Это устройство частично замыкает цикл, но не является полноценной точкой доступа, которая делает все за пользователя. Это стало результатом более чем десятилетней работы по пропаганде, политике, исследованиям и разработке продуктов. Ожидается, что это одобрение регулирующих органов проложит путь для других систем с обратной связью.

Обозначения с быстрым отслеживанием: весной 2019 года FDA предоставило свои «прорывные обозначения устройств» четырем различным технологиям с замкнутым контуром от Medtronic, Bigfoot Biomedical и EoFlow. Это обозначение было разработано, чтобы помочь ускорить процесс нормативной проверки инновационных устройств, которые агентство считает достойными.

Многочисленные клинические испытания AP

На сегодняшний день существует несколько сотен центров по всей стране и по всему миру, проводящих клинические испытания АП, многие из которых проводятся «амбулаторно». Это означает, что участники исследования не ограничиваются больницей или клиникой. Вы можете просмотреть многие из текущих исследований на сайте ClinicalTrials.gov.

Нет такого понятия, как "неинвазивный"

Многие люди, незнакомые с диабетом, удивляются, узнав, что все это оборудование все еще пронзает нашу кожу, потому что они продолжают слышать о революционной «неинвазивной» диабетической технологии.

Хотя и правда, что инсулин для ингаляции появился на рынке в последние годы (MannKind’s Afrezza), до сих пор этого инсулина только во время еды было недостаточно для использования в системе AP. Современные системы AP используют помпу, которая подает инсулин через небольшую «подкожную» (под кожей) канюлю.

На протяжении многих десятилетий мы также мечтали создать способ измерения глюкозы, не трогая кожу, но мы еще не достигли этого. До сих пор попытки измерить уровень глюкозы крови через саму кожу, через пот и даже через глаза не увенчались успехом.

Постоянное наблюдение за развитием искусственной поджелудочной железы

Мы в Диабет освещают разработку AP с тех пор, как он существует. Вот подборка некоторых из наших статей за эти годы:

• Обзор продукта: тандемный контроль диабета – IQ (февраль 2020 г.)
• Инструмент Tandem Diabetes Control-IQ получил разрешение FDA! (Декабрь 2019 г.)
• Обзор технологии диабета: новая петля Omnipod «сделай сам» (май 2019 г.)
• Лидер в области искусственной поджелудочной железы о своей жизни и карьере с диабетом 1 типа (апрель 2019 г.)
• EoPancreas: новая замкнутая система патч-помпы (март 2019 г.)
• «Искусственная поджелудочная железа» Diabeloop одобрена в Европе (ноябрь 2018 г.)
• Tidepool создаст официальное приложение для создания петли искусственной поджелудочной железы! (Октябрь 2018 г.)
• Как работает зацикливание диабета своими руками (апрель 2018 г.)
• RileyLink: Технология замкнутого цикла домашнего диабета (январь 2017 г.)
• FDA одобрило первую пре-искусственную поджелудочную железу в Medtronic MiniMed 670G (сентябрь 2016 г.)
• Встречайте Beta Bionics: новую бизнес-структуру iLet Bionic Pancreas (апрель 2016 г.)
• «Мое время с iLet Bionic Pancreas» - первые испытания на людях! (Март 2016 г.)
• #WeAreNotWaiting Update - набор слайдов с саммита по инновациям DiabetesMine 2015 г. (ноябрь 2015 г.)
• TypeZero Tech: большие надежды на коммерциализацию замкнутого цикла (июнь 2015 г.)
• Знакомство с семьей снежных людей и их самодельной замкнутой системой (март 2015 г.)
• Этим кольцом я замыкаю петлю - и #OpenAPS (март 2015 г.)
• Жизнь на самодельной искусственной поджелудочной железе (декабрь 2015 г.)