Il nuovo algoritmo per il controllo delle pompe per insulina impiantate tiene conto delle caratteristiche uniche del paziente
Il pancreas artificiale riduce il carico di gestione della malattia per le persone con diabete
La somministrazione intraperitoneale di insulina imita la fisiologia naturale del pancreas
CREDITO: Claudio Cobelli
Il diabete di tipo 1 colpisce 46,3 milioni di persone in tutto il mondo e il numero di persone colpite aumenta di circa il 3% ogni anno. Richiede calcoli accurati del fabbisogno di insulina e fastidiose iniezioni giornaliere per evitare malattie periferiche causate da livelli estremi di glicemia alta o bassa.
I sistemi automatizzati di somministrazione dell’insulina, chiamati anche pancreas artificiali, rendono la gestione del diabete molto meno onerosa per i pazienti. Questi sistemi – con sensori di insulina impiantati, pompe che erogano insulina all’interno del corpo, controller per microinfusori associati e algoritmi di controllo sempre più sofisticati – stanno avanzando rapidamente.
In APL Bioengineering , di AIP Publishing, i ricercatori dell’Università di Padova, dell’Università di Pavia e dell’Università di Yale hanno progettato un nuovo algoritmo per il controllo delle pompe per insulina impiantate che tiene conto delle caratteristiche uniche dei singoli pazienti. Il loro modello, testato utilizzando una simulazione computerizzata del diabete approvata dalla FDA, dimostra che la somministrazione di insulina intraperitoneale (all’interno della cavità addominale) è rapida e imita da vicino la somministrazione fisiologica naturale di insulina.
“Non solo l’infusione intraperitoneale di insulina è molto più fisiologica perché stai riproducendo la fisiologia naturale, ma semplifica il problema del controllo perché non hai ritardi”, ha detto l’autore Claudio Cobelli. “Quindi, questo significa che puoi avere un controller molto semplice e robusto per gestire le situazioni quotidiane.”
L’attuale metodo di somministrazione automatizzata di insulina, che si basa su una tecnologia chiamata sensori continui di glucosio sottocutaneo, richiede ai pazienti di inserire manualmente il numero di carboidrati che consumano, annunciando i loro pasti al sistema prima di mangiare. È anche lento nel percepire e fornire l’insulina. Questi ritardi, insieme alla probabilità di errori nei calcoli manuali dei pasti, rendono il sistema soggetto a imprecisioni e aumentano la prevalenza di iperinsulinemia, uno stato di insulina elevata nei pazienti che causa malattie dei grandi vasi sanguigni.
Utilizzando un simulatore approvato dalla FDA progettato per la somministrazione continua di insulina sottocutanea, i ricercatori hanno apportato modifiche per simulare la somministrazione intraperitoneale di insulina. Hanno sviluppato un modello in grado di tenere conto delle differenze individuali dei pazienti e hanno convalidato un algoritmo di controllo della pompa che non richiede l’annuncio del pasto.
“Questo è un grande vantaggio. Aiuta a mettere a punto i dispositivi e consente la personalizzazione”, ha affermato Cobelli. “Persone diverse hanno esigenze diverse, quindi è necessario personalizzare gli algoritmi.”
Unendo il lavoro precedente e gli esperimenti in corso, i ricercatori hanno mostrato con successo le somiglianze tra la somministrazione intraperitoneale di insulina e la fisiologia della secrezione naturale di insulina e hanno convalidato un algoritmo di controllo della pompa che è robusto per i fattori di personalizzazione e la varianza temporale per colazione, pranzo e cena.
Il loro lavoro fa parte di un progetto europeo collaborativo pluriennale chiamato “FORGET DIABETES” che mira a far progredire rapidamente le tecnologie di somministrazione automatizzata dell’insulina fino al punto di sperimentazione clinica.