Искусственная поджелудочная железа

Глава 22 Проектирование и разработка глюкозных сенсоров для искусственной поджелудочной железы [c.316]

Глюкозные сенсоры для искусственной поджелудочной железы [c.317]

Установление связи между микрососудистыми осложнениями при сахарном диабете и гипергликемией [46] привело к интенсификации инсулиновой терапии либо многократными ежедневными инъекциями инсулина, либо непрерывным его вливанием в надежде, что это улучшит метаболический контроль и тем самым предотвратит возникновение последующих осложнений. Сравнив содержание сахара в крови больных инсулин-зависимым диабетом при использовании искусственной поджелудочной железы (система с замкнутым контуром), насоса для непрерывного вливания инсулина (открытая система) и интенсифицированной обычной инсулиновой терапии, авторы [37] не обнаружили заметной разницы между этими тремя режимами. Они полагают, что все три метода в принципе способны обеспечить примерно одинаковую, почти нормальную гликемию. [c.318]

Электрохимические глюкозооксидазные сенсоры для искусственной поджелудочной железы типы детекторов [c.322]

Искусственная поджелудочная железа [c.327]

В работе [7] описана имплантация страдающей диабетом собаке небольшой искусственной поджелудочной железы, состоящей из глюкозного сенсора с кислородным детектором, электронного блока, микронасоса и источника питания. Сенсор аналогичен рассмотренному в разделе 22.4.1. Насос представлял собой пьезоэлектрический прибор, отделенный от резервуара с инсулином соленоидным клапаном. Инсулин вводился в брюшную полость при синхронной подаче импульсов на насос и клапан. Однако в этих экспериментах, как и в дополнительных опытах на семи собаках [c.327]

Глюки тыс сенсоры дл.ч искусственной поджелудочной железы 329 [c.329]

Рис. 23.2. Связь между концентрацией глюкозы, определяемой игольчатым глюкозным сенсором в подкожной ткани, и кон-центрацией глюкозы в крови, определяемой с помощью прикроватного аппарата искусственной поджелудочной железы. Опыты проводили на добровольцах, здоровых (О) и больных диабетом (9 ).

Носимая искусственная поджелудочная железа [c.340]

Характеристики глюкозного сенсора игольчатого типа вполне позволяют применять его в контрольной системе с замкнутым контуром, причем в варианте для ношения пациентом. Авторы разработали носимую искусственную поджелудочную железу, которая состоит из игольчатого глюкозного сенсора, микрокомпьютерной [c.340]

Рис. 23.8. Непрерывный шестидневный контроль гликемии у пациента с инсулин-зависимым диабетом с помощью носимой искусственной поджелудочной железы. Сенсор был заменен на 4-й день. Показаны также графики вливания инсулина и доз накопленного инсулина. Обозначения 3-завтрак О-обед У-ужин.

Предварительные технические условия использования сенсоров в медицине детально обсуждаются ниже. Очевидно, однако, что для управления инсулиновым насосом можно использовать только сигнал сенсора, быстро реагирующего на изменение концентрации глюкозы в крови и характеризующегося надежностью, селективностью и отсутствием дрейфа базовой линии. Объединение такого сенсора с неизбежно довольно сложным имплантируемым инсулиновым насосом (который должен был быть опробован в 1986 г.) позволит создать эффективную искусственную поджелудочную железу. Подкожные сенсоры [9] обладают очевидными преимуществами в смысле доступности, однако во время приема пищи их сигналы запаздывают по сравнению с изменениями концентрации глюкозы в крови. Найти решение этой проблемы довольно трудно, поскольку физиологическая концентрация инсулина после еды увеличивается очень быстро [1]. Кроме того, для управления имплантированным насосом сигнал должен как-то передаваться через кожу к насосу. Поэтому первые подкожные сенсоры, видимо, лучше использовать совместно с обычными способами введения инсулина под кожу (инъекцией или с помощью дозирующего насоса), обрабатывая данные в уме или при помощи специализированного компьютера [10]. [c.574]

Было бы полезно определять у пациентов, страдающих диабетом, и другие субстраты (табл. 36.1). При физиологически наиболее целесообразном ежедневном введении инсулина возрастает риск острых обострений диабета при других болезнях (например, инфекции), и желательно было бы иметь прибор, предупреждающий о высоком уровне содержания кетонов (например, 3-гидроксибутирата) в крови. Для этой цели снова наиболее пригодны накожные и подкожные сенсоры (или детекторы ацетона в выдыхаемом воздухе). Быстрое увеличение концентрации лактата в крови может наблюдаться не только в отделениях интенсивной терапии. В отсутствие физической нагрузки это свидетельствует о сверхбыстром увеличении скорости оборота глюкозы, связанном с передозировкой инсулина. Объединение лактатного сенсора и сенсора глюкозы, контролирующего подачу инсулина, могло бы быть первым шагом к достижению совершенства, свойственного природным В-клеткам. Следующими кандидатами на постоянный контроль в системе искусственной поджелудочной железы являются аминокислоты. [c.574]

Если не вдаваться в детали, то в количественном отношении наиболее широко в медицине применяются фермент-содержа-щие датчики нескольких разновидностей для определения содержания глюкозы. На их основе будет разработан ряд устройств, например дешевые, точные и надежные приборы для проведения анализов in vivo. Считается, что основное применение они найдут при регуляции содержания сахара в крови у больных диабетом. Недостаточно точный контроль уровня сахара при этой болезни, по-видимому, приводит к развитию отдаленных, опасных для жизни побочных последствий диабета. Использование датчиков позволит замкнуть цепь контроля в аппаратах искусственная поджелудочная железа . [c.19]

При постоянном наблюдении больных диабетом необходима система вливания инсулина, контролируемая уровнем глюкозы. Для преодоления различных трудностей, связанных, например, со стабильностью ферментной мембраны или широким концентрационным диапазоном, прилагались большие усилия. Первая система с обратной связью. Biostator, описана в работе [13]. При использовании разбавленной крови ферментный электрод этой системы работает стабильно до 50 ч и дает линейный отклик при концентрации глюкозы до 27,5 ммоль/л. В работах [1, 67] предложены имплантируемые сенсоры с электродами игольчатого типа (см. также гл. 23). В обоих приборах изменяется концентрация глюкозы в промежуточной ткани, которая ниже, чем в венозной крови. Исследования Шичири [67] привели к созданию переносной искусственной поджелудочной железы массой 400 г, состоящей из игольчатого сенсора, миникомпьютера и системы привода двух шприцов. [c.262]

Наиболее хорошо разработанным типом глюкозных сенсоров являются сенсоры с амперометрическим детектированием образующегося в ферментативной реакции пероксида водорода [21, 38, 48] (рис. 22.5,6). Авторы [13] приспособили один из таких хнсоров для прикроватного устройства искусственной поджелудочной железы. Аналогичные сенсоры использовались в тех же целях еще несколькими группами исследователей (см. раздел 22.7). За последние десять лет были внесены усовершенствования в конструкцию сенсора, способ связывания фермента с его подложкой и функциональные шрактеристики электродов. [c.323]

Авторами данной главы разработан [18, 19] глюкозный сенсор игольчатого типа, арактеристики которого in vivo и in vitro позволяют применять его для мониторинга люкозы в тканях. Использование такого сенсора в качестве чувствительного элемента портативной искусственной поджелудочной железе с замкнутым контуром обеспе-ивает у больных диабетом регуляцию гликемии в течение шести дней и более [17]. [c.331]

Содержание глюкозы в крови (> ), определяемое с помощью сенсора, введенного в )бмную вену собаки, сопоставляли с результатами (х), полученными на стационарной стеме искусственной поджелудочной железы. В этом случае у = 0,98х + 2, = 0,998, = 92. Тесная корреляция имеется и между теми же величинами х и концентрациями юкозы (> ), измеряемыми игольчатыми сенсорами в подкожной ткани у = 0,85х + 3, = 0,956, п = 144. Как видно из рис. 23.2, хорошая корреляция между измеряемыми ольчатым сенсором в подкожной ткани величинами и истинным содержанием юкозы в крови (х) наблюдается и у добровольцев. [c.335]

Рис. 23.7. Индексы регуляции глюкозы в крови для пациентов с ипсулии-зависимым диабетом при инсулиновой терапии путем ежедневной однократной инъекции (I), многократных инъекций (2), непрерывного подкожного введения (3) и посредством носимой искусственной поджелудочной железы (4). В каждую группу входило по пять пациентов.

Методика гликемического контроля в системе с замкнутым контуром с помощью носимой искусственной поджелудочной железы [c.341]

Была предпринята попытка гликемического контроля пациентов с инсулин-зависимым диабетом при помощи переносимой искусственной поджелудочной железы. В алгоритмах вливания инсулина и глюкагона использовали следующие значения параметров Кр = 0,51 = 4,89 К, = -2,02 Ср = 3,6 С = 7,2 С, = 0,4 и т = 10. Сенсор заменяли новым через каждые три дня. У всех пациентов данные контроля гликемии сравнивали с результатами, полученными в интенсивном режиме многократных инъекций инсулина и режиме непрерывного подкожного введения инсулина. [c.341]

На рис. 23.8 изображены типичные графики шестидневного контроля гликемии у больного инсулин-зависимым диабетом. У всех исследованных пациентов достигалась регуляция гликемии на физиологическом уровне. Как показано на рис. 23.7, у пациентов с носимой искусственной поджелудочной железой такие индексы ежедневного отклонения гликемии от нормы, как MBG (средняя концентрация глюкозы), М (показатель контроля сахара в крови больных диабетом) [14] и MAGE (среднее отклонение гликемии от нормы), существенно улучшаются по сравнению с пациентами, подвергаемыми обычной инсулиновой терапии, интенсивной терапии с многократным введением инсулина и непрерывному введению инсулина под кожу. [c.342]

Успешный гликемический контроль больных диабетом с помощью искусственной поджелудочной железы [1, И, 13] подчеркивает важность непрерывного мониторинга гликемии для установления строгого контроля. Основная трудность в распространении гликемического контроля на больных диабетом заключается в разработке имплантируемого глюкозного сенсора, позволяющего определять глюкозу в тканях с высокой точностью. [c.342]

Телеметрическая система на основе итольчатото тлюкозното сенсора вполне пригодна для слежения за концентрацией глюкозы у амбулаторных больных. Кроме того, для поддержания гликемии у больных диабетом на уровне, близком к физиологическому, в течение более шести дней разработана переносная искусственная поджелудочная железа, включающая игольчатый глюкозный сенсор. [c.343]

Неустойчивость реакции организма на подкожное введение инсулина также дала толчок к созданию приборов, способных вводить инсулин внутривенно, что физиологически более целесобразно. Требуемое количество инсулина заметно варьирует в зависимости от приема пищи, физической нагрузки, стрессов, телесных повреждений, инфекций и даже времени суток. Поэтому значительное внимание привлекают приборы, которые могут непрерывно следить за содержанием глюкозы в крови и выходной сигнал которых можно использовать для управления инсулиновым насосом. Именно это достоинство такой искусственной поджелудочной железы [2] как магнитом почти неминуемо привлекает тех, кто больше интересуется применением биосенсоров в медицине, чем просто обычными измерительными приборами. [c.569]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология