Σε περισσότερες από 60.000 ώρες συνδυασμένης χρήσης ενός νέου τεχνητού συστήματος παγκρέατος, οι συμμετέ χοντες σε μια κλινική δοκιμή διάρκειας 12 εβδομάδων, έδειξαν σημαντικές βελτιώσεις σε δύο βασικούς δείκτες εξέλιξης της νόσου σε άτομα που ζουν με διαβήτη τύπου 1.
Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, 30 ασθενείς με διαβήτη τύπου 1 στην Καλιφόρνια, τη Βιρτζίνια και τη Μινεσότα ακολούθησαν τις καθημερινές τους συνήθειες, ενώ το τεχνητό σύστημα του παγκρέατος παρακολουθούσε συνεχώς τα επίπεδα γλυκόζης τους, προσαρμόζοντας αυτόματα τις ρυθμίσεις χορήγησης ινσουλίνης.
Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύθηκαν χθες στο περιοδικό Diabetes Care, αποκάλυψαν θετικές επιδράσεις σε δύο σημαντικούς δείκτες: μειωμένη αιμοσφαιρίνη A1c (HbA1c) και μειωμένος χρόνος υπογλυκαιμίας.
Τα άτομα με διαβήτη τύπου 1 παρακολουθούν προσεκτικά τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα και, όταν ήταν απαραίτητο, τους χορηγούσαν δόσεις ινσουλίνης είτε μέσω ενέσεων είτε μέσω αντλίας έγχυσης. Το τεχνητό πάγκρεας έχει σχεδιαστεί για να μιμείται τη λειτουργία ρύθμισης της γλυκόζης ενός υγιούς ατόμου. Το σύστημα κλειστού βρόχου αποτελείται από αντλία ινσουλίνης και οθόνη συνεχούς γλυκόζης τοποθετημένη κάτω από το δέρμα του χρήστη.
Ένας προηγμένος αλγόριθμος ελέγχου που είναι ενσωματωμένος σε ένα μπλε smart phone έδειχνε πόση ινσουλίνη έπρεπε να παρέχει η αντλία στον ασθενή με βάση μια σειρά μεταβλητών, συμπεριλαμβανομένων των γευμάτων που καταναλώνονταν, της σωματικής δραστηριότητας, του ύπνου, του στρες και του μεταβολισμού.
Το σύστημα προσαρμοστικού αλγορίθμου ελέγχου που χρησιμοποιήθηκε στη δοκιμή βασίστηκε στο μοντέλο-πρόβλεψης ελέγχου (MPC), μια στρατηγική που αναπτύχθηκε αρχικά από τον Doyle και τους συναδέλφους του σε ένα τεύχος που δημοσιεύτηκε το 1996 και, σε μια δημοσίευση του 2010, επεκτάθηκε σε μια έκδοση βασισμένη σε ζώνες τον αλγόριθμο MPC.
Αντί να ρυθμίζει τα επίπεδα γλυκόζης σε ένα συγκεκριμένο σημείο με τον ίδιο τρόπο που ένας θερμοστάτης εσωτερικού χώρου διατηρεί τη θερμοκρασία του δωματίου σε μια ακριβή ρύθμιση, η ζώνη-MPC ορίζει μια αποδεκτή ζώνη για τα επίπεδα γλυκόζης ενός ατόμου και ελέγχει τις μεταβλητές ώστε να παραμείνει εντός αυτού του εύρους. Εκτός από τον αλγόριθμο MPC της ζώνης πυρήνα, η ομάδα συνεργατών εισήγαγε προσαρμοστικά στοιχεία που επέτρεψαν στον αλγόριθμο να «μάθει» από τους επαναλαμβανόμενους ημερήσιους κύκλους, οδηγώντας σε βελτιώσεις στον βασικό έλεγχο καθώς και στην αντιστάθμιση γευμάτων.
“Αυτή είναι μακράν η δοκιμή μεγαλύτερης διάρκειας που έχουμε διεξάγει και είναι μια απόδειξη για την ευρωστία του αλγορίθμου ότι οι βασικοί μας δείκτες απόδοσης διατηρήθηκαν από τις παλαιότερες και σύντομες δοκιμές μας”, δήλωσε ο Doyle, ο John A. Paulson Dean και ο John A . & Elizabeth S. Armstrong Καθηγητής Μηχανικών & Εφαρμοσμένων Επιστημών στη SEAS. “Επιπλέον, πήραμε μια πειθαρχημένη ομάδα που είχε πολύ καλά συνολικά επίπεδα HbA1c πριν από τη δοκιμή, και φέραμε το επίπεδο της ομάδας ακόμα χαμηλότερα”.
Η δοκιμή βασίζεται σε θεμέλια προηγούμενων τεχνητών μελετών για το πάγκρεας από τους Doyle και Dassau, συμπεριλαμβανομένης μιας κλινικής δοκιμής νωρίτερα φέτος, η οποία δοκιμάζει την εφαρμογή του αλγορίθμου σε παιδιά και εφήβους με διαβήτη τύπου 1 κατά τη διάρκεια εκτεταμένης χρήσης έγχυσης και αισθητήρα.