Naukowcy z Uniwersytetu w Pekinie opracowali sztuczną trzustkę, która znacznie zmniejsza rozmiar i koszt istniejących urządzeń. Ten przełom otwiera potencjał udostępnienia technologii diabetologicznej zmieniającej życie znacznie szerszemu gronu osób. Obecne sztuczne trzustki, choć skuteczne, są nieporęczne, drogie i mogą być niewygodne dla użytkowników. Nowy projekt bezpośrednio rozwiązuje te problemy, oferując zminiaturyzowany system, którego wyprodukowanie kosztuje zaledwie 10 dolarów.
Problem z nowoczesną sztuczną trzustką
Tradycyjne sztuczne trzustki łączą w sobie ciągły monitor glukozy (CGM), pompę insulinową i algorytmy kontrolne w celu automatyzacji podawania insuliny. Chociaż poprawia to leczenie cukrzycy poprzez zmniejszenie obciążenia pacjenta, systemy te zwykle kosztują od 3000 do 8000 dolarów. Wysoki koszt w połączeniu z ich rozmiarem i niewygodą związaną z długimi igłami do glukozy ogranicza ich powszechne zastosowanie. Wysoka cena skutecznie wyklucza wiele osób, które mogłyby skorzystać z tej technologii.
Jak działa nowe urządzenie: przełom w miniaturyzacji
Kluczowa innowacja leży w trzech obszarach: czujnik glukozy, pompa insulinowa i efektywność energetyczna.
Po pierwsze, badacze zastąpili standardową długą metalową igłę rozpuszczalnymi mikroigłami o długości mniejszej niż 1 mm. Igły te bezboleśnie wbijają się w skórę, aby rozmieścić jeszcze mniejsze mikroprobówki do pomiaru poziomu glukozy. Po drugie, zastąpili tradycyjną mechaniczną pompę insulinową mikropompą elektroosmotyczną, która jest znacznie mniejsza i wymaga znacznie mniej energii. Wreszcie cały system mieści się w urządzeniu wielkości monety (średnica 1,5 cm, grubość 1 cm, objętość 2 centymetry sześcienne) i wykorzystuje zbiornik insuliny wydrukowany w 3D. ** Stanowi to wyraźny kontrast w stosunku do istniejących systemów, które często przekraczają 100 cm3.**
Wydajność i dostępność
Testy na zwierzętach chorych na cukrzycę wykazały, że miniaturowe urządzenie utrzymywało stabilny pomiar poziomu glukozy i dostarczanie insuliny przez trzy dni. Poziom cukru we krwi zwierząt utrzymywał się w docelowym zakresie przez 68% czasu, co jest porównywalne z urządzeniami dostępnymi na rynku (75% czasu w zakresie). Co ważniejsze, przy koszcie produkcji wynoszącym zaledwie 10 dolarów za sztukę, technologia ta ma potencjał, aby zmienić rynek. Obecnie aż 40% ceny urządzeń komercyjnych trafia do produkcji – od 1000 do 4000 dolarów za sztukę.
Droga naprzód
Naukowcy szacują, że zatwierdzenie przez FDA i praktyczne zastosowanie zajmie 3–5 lat. Ciągły rozwój będzie skupiał się na ulepszaniu algorytmów sterowania, ulepszaniu projektu interfejsu użytkownika oraz dalszym zmniejszaniu rozmiaru i zużycia energii. To urządzenie może zrewolucjonizować leczenie cukrzycy, wprowadzając leczenie do domu i udostępniając krytyczną technologię milionom, których obecnie na to nie stać.
„Oczekujemy, że ta praca wniesie istotny wkład w medycynę cyfrową i urządzenia do noszenia dla pacjentów chorych na cukrzycę, a także może zrewolucjonizować tradycyjną opiekę diabetologiczną w stronę domowej opieki zdrowotnej”. – Yue Cui, Uniwersytet w Pekinie.
