Onderzoekers van de Universiteit van Peking hebben een kunstmatige alvleesklier ontwikkeld die de omvang en de kosten dramatisch vermindert in vergelijking met bestaande apparaten. Deze doorbraak biedt het potentieel om levensveranderende diabetesmanagementtechnologie toegankelijk te maken voor een veel bredere bevolking. De huidige kunstmatige alvleeskliersystemen zijn weliswaar effectief, maar omvangrijk, duur en kunnen oncomfortabel zijn voor gebruikers. Het nieuwe ontwerp pakt deze problemen direct aan met een geminiaturiseerd systeem dat slechts $ 10 kost om te produceren.
Het probleem met de huidige kunstmatige alvleesklier
Traditionele kunstmatige alvleesklieren combineren een continue glucosemonitor (CGM), een insulinepomp en controlealgoritmen om de insulinetoediening te automatiseren. Hoewel dit het diabetesmanagement verbetert door de lasten voor de patiënt te verminderen, variëren deze systemen doorgaans van $3.000 tot $8.000. Deze hoge kosten, samen met hun omvang en het ongemak van lange naalden voor glucosemeting, beperken de wijdverbreide acceptatie. De hoge prijs sluit feitelijk velen uit die van deze technologie zouden kunnen profiteren.
Hoe het nieuwe apparaat werkt: een doorbraak in miniaturisatie
De belangrijkste innovatie ligt op drie gebieden: de glucosesensor, de insulinepomp en energie-efficiëntie.
Ten eerste vervingen onderzoekers de standaard lange metalen naald door oplosbare micronaalden van minder dan 1 mm lang. Deze naalden doorboren pijnloos de huid om nog kleinere microbuisjes in te zetten voor glucosemeting. Ten tweede hebben ze de traditionele mechanische insulinepomp vervangen door een elektro-osmotische micropomp, die veel kleiner is en aanzienlijk minder stroom vereist. Ten slotte wordt het hele systeem gestapeld in een apparaat ter grootte van een munt (1,5 cm diameter, 1 cm dik, 2 kubieke centimeter in volume) met behulp van een 3D-geprint insulinereservoir. Dit staat in schril contrast met bestaande systemen, die vaak groter zijn dan 100 kubieke centimeter.
Prestaties en toegankelijkheid
Uit tests bij dieren met diabetes bleek dat het miniatuurapparaat drie dagen lang een stabiele glucosedetectie en insulinetoediening handhaafde. Dieren hielden de bloedsuikerspiegel 68% van de tijd binnen het streefbereik, vergelijkbaar met commerciële apparaten (75% van de tijd binnen bereik). Belangrijker nog is dat deze technologie, met productiekosten van slechts $10 per eenheid, de markt zou kunnen ontwrichten. Momenteel gaat tot 40% van de prijs van commerciële apparaten naar productie – tussen de $1.000 en $4.000 per stuk.
Het pad voorwaarts
De onderzoekers schatten dat de goedkeuring door de FDA en het praktische gebruik nog drie tot vijf jaar zullen duren. De voortdurende ontwikkeling zal zich richten op het verfijnen van besturingsalgoritmen, het verbeteren van het ontwerp van de gebruikersinterface en het verder terugdringen van de omvang en het energieverbruik. Dit apparaat heeft het potentieel om een revolutie in het diabetesmanagement teweeg te brengen, de zorg te verschuiven naar thuiszorg en een cruciale technologie beschikbaar te maken voor miljoenen mensen die dit momenteel niet kunnen betalen.
“We verwachten dat dit werk een belangrijke bijdrage zal leveren aan digitale gezondheidszorg en draagbare apparaten voor diabetespatiënten, en het potentieel zal hebben om een revolutie teweeg te brengen in het conventionele diabetesmanagement richting thuiszorg.” – Yue Cui, Universiteit van Peking
