Разработана бионическая поджелудочная железа для снижения нагрузки на больной орган

Искусственная поджелудочная железа — инновационный прорыв в медицине. По мнению специалистов, этот гаджет позволит больным с диабетом первого типа беспрерывно проверять количество глюкозы в крови, ведь для поддержания ее уровня в нормальных параметрах нужны регулярные уколы инсулина.

Благодаря созданному имплантату необходимость в таких инъекциях автоматически отпадает, а это значит, жизнь многих диабетиков значительно улучшится.

Для чего необходим вживляемый аппарат?

Поджелудочная железа – важнейший орган в человеческом организме, от ее корректного функционирования во многом зависит общее состояние здоровья человеческого организма.

Этот орган выполняет две важные функции:

1. Выработка пищевых ферментов.
2. Производство гормонов.

Специальные вещества – ферменты, расщепляют поступающую пищу на более простые питательные субстанции, которые подпитывают организм новой энергией, тем самым поддерживая его в стабильном состоянии. Без их присутствия переработка еды практически невозможна.

У гормонов также имеются свои важные задачи, при дефиците которых начинает развиваться целый ряд тяжелейших заболеваний. К примеру, недостаток инсулинового гормона, который контролирует уровень глюкозы в крови, провоцирует развитие такой тяжелой болезни, как сахарный диабет. Данное заболевание вынуждает человека все время проверять присутствие глюкозы и при необходимости пополнять ее количество при помощи инъекций инсулина.

Диабет, в зависимости от типа его проявления опасен следующими осложнениями:

• Развитие слепоты.
• Судороги.
• Кома.
• Гангреной конечностей.
• Инсультом.
• Развитием сердечных болезней.
• Повреждением почек.
• Летальным исходом.

При сахарном диабете жизнь человека значительно ухудшается, а трансплантация донорской железы имеет длинный список противопоказаний, при этом такая операция достаточно трудная из-за особенностей самой железы. Поэтому неплохим альтернативным вариантом может стать вживляемая искусственная поджелудочная железа, которая сможет облегчить состояние многих диабетиков.

Данное устройство помогает контролировать уровень глюкозы, как в меньшую, так и большую его сторону, и своевременно подпитывать организм нужным количеством инсулина.

Что такое искусственная железа и принцип работы механизма

Искусственная ПЖ – это особый механизм, созданный специально для того, чтобы автоматически регулировать объем глюкозного вещества у тех людей, которые страдают сахарным диабетом. Это устройство состоит из основных частей:

1. Сенсорный экран.
2. Пульт управления.
3. Инсулиновая помпа.

При помощи сенсора можно измерить уровень глюкозного вещества, который через передатчик (трансмиттер) передает сигнал на пульт управления, имеющий вид обычного смартфона.

Искусственная железа имеет металлический корпус без присутствия каких-либо подвижных комплектующих и батарей. Внутри аппарата содержатся клетки поджелудочной железы, отвечающие за выработку инсулина, которые сдерживаются специальным гелевым барьером.

В нужный момент он размягчается и выпускает нужный объем инсулина в венозные сосуды вокруг кишок, далее он проникает в вены печени. Таким образом, осуществляется имитация естественного рабочего процесса настоящей железы. Когда уровень глюкозы стабилизируется, гелевая субстанция затвердевает, тем самым преграждая излишнюю утечку инсулина.

При этом данные клетки самостоятельно производят измерение показателя глюкозы в кровяной жидкости и регулируют выработку необходимого количества инсулина. Как видим, их действие ничем не отличается от обычных клеток настоящей железы. Однако, как и все живое, они нуждаются в подпитке кислородом. Поэтому к модифицированной железе прилагается специальный прибор, так сказать «зарядное устройство», которым каждый день человек обязан подпитывать устройство кислородом. Эта процедура выполняется всего за пару минут. В некоторой мере это не совсем удобно, но все же намного лучше, чем ежесуточно прокалывать палец, чтобы провести замер уровня глюкозы, а затем рассчитывать объем инсулиновой инъекции.

Датчик устанавливается подкожно, как правило, в области брюшной полости, между нижним ребром и бедром. Именно он отвечает за передачу глюкозы пациенту. При помощи насоса в организм подается нужное количество инсулина, который поступает через маленькую трубочку либо заплатку, прикрепленную к телу человека.

Блок управления анализирует полученную информацию в отношении уровня сахара и сопоставляет ее с предыдущими показаниями, учитывая введенный инсулин и другие важные факторы. После обработки всех этих данных осуществляется подача в организм нужного количества инсулина.

Этапы разработки имплантата

На сегодняшний день клинические испытания искусственной ПЖ прошли успешно, однако работы по ее усовершенствованию продолжаются. Создание этой железы осуществлялось поэтапно:

• Первый этап. Создан прибор, умеющий автоматически прекращать подачу в организм инсулина при малейших проявлениях гипогликемии.
• Второй этап. Запланировано создание системы, которая сможет предсказывать развитие падение или повышение количества глюкозы.
• Третий этап. Разработка системы замкнутой линии для ночного времени, которая поможет регулировать присутствие глюкозы во время сна пациента.
• Четвертый этап. Создание полной автоматической системы для регулирования глюкозного уровня в крови.

Проблема в том, что между введением инсулиновой инъекции и достижением его максимального показателя в крови проходить какое-то время, которое может составлять целых 2 часа. Решить этот вопрос можно при помощи инсулина быстрого действия, однако ученые выбрали другой путь.

Бионическая поджелудочная железа «умеет» прогнозировать колебания количества сахара в кровяной жидкости, учитывая его привычки и режим дня. Анализируя колебания показателя глюкозного вещества в течение суток, изучая информацию в момент сна пациента, а также во время его бодрствования и приема еды и в те минуты, когда он более активен имплантат вычисляет оптимальную дозировку инсулина и вводит его в организм, тем самым поддерживая глюкозу в стабильной норме.

На данный момент многие ученые различных исследовательских центров всего мира работают над многообещающими разработками имплантата поджелудочной железы. Они планируют создание устройств замкнутого типа, например, предполагается использование не одного сенсора, а двух, что позволяет в несколько раз повысит качество измерения глюкозного уровня.

Кроме этого, помимо инсулина можно будет использовать и другой гормон, к примеру, глюкагон. Такой подход поможет предупредить развитие гипогликемии, но в этом случае потребуется два инсулиновых насоса, каждая для конкретного гормона.

По утверждению руководителя научного центра, который занимается тестированием искусственной железы, в эксперименте задействовано пациенты с сахарным диабетом первого типа, однако на будущее запланировано более масштабные изучения, с привлечением большего количества больных с этим тяжелым недугом.

Заключение

Созданный аппарат позволяет облегчить состояние больных, замечая нарушенные функции больной поджелудочной железы. Уникальность данной системы еще и в том, что она является автономной, то есть, ее рабочие функции будут настроены в клинике, однако такая необходимость возникает в редких случаях.

Кроме этого на сегодняшний день искусственный имплантат требует детальных доработок, так как пока не удалось добиться точного определения уровня глюкозы прибором, что в случае введения неправильной дозы инсулина может привести к гипо- или гипергликемии.

Однако ученые настроены оптимистично и уверенны, что данная проблема в скором времени будет решена.

(голосов пока нет)

Загрузка...