Los sistemas automatizados de administración de insulina son sistemas automatizados (o semiautomáticos) diseñados para ayudar a las personas con diabetes que requieren insulina , ajustando automáticamente la administración de insulina en respuesta a los niveles de glucosa en sangre . Los sistemas disponibles actualmente (a octubre de 2020) solo pueden administrar (y regular la administración de) una única hormona: la insulina . Otros sistemas actualmente en desarrollo tienen como objetivo mejorar los sistemas actuales agregando una o más hormonas adicionales que pueden administrarse según sea necesario, proporcionando algo más cercano a la funcionalidad endocrina del páncreas .
La funcionalidad endocrina del páncreas la proporcionan las células de los islotes que producen las hormonas insulina y glucagón . La tecnología pancreática artificial imita la secreción de estas hormonas en el torrente sanguíneo en respuesta a los cambios en los niveles de glucosa en sangre del cuerpo. Mantener niveles equilibrados de azúcar en sangre es crucial para el funcionamiento del cerebro, el hígado y los riñones. [1] Por lo tanto, para las personas con diabetes, es necesario que los niveles se mantengan equilibrados cuando el cuerpo no puede producir insulina por sí mismo. [1]
A los sistemas automatizados de administración de insulina (AID) a menudo se les denomina páncreas artificial , pero el término no tiene una definición precisa y universalmente aceptada. Para usos distintos a la administración automatizada de insulina, consulte Páncreas artificial (desambiguación) .
El primer sistema automatizado de administración de insulina se conoció como Biostator. [ cita necesaria ]
Los sistemas AID actualmente disponibles se dividen en tres clases amplias según sus capacidades. Los primeros sistemas lanzados solo pueden detener la administración de insulina (suspensión predictiva de glucosa baja ) en respuesta a una glucosa ya baja o prevista. Los sistemas híbridos de circuito cerrado pueden modular la administración tanto hacia arriba como hacia abajo, aunque los usuarios aún inician las dosis de insulina (bolos) para las comidas y normalmente "anuncian" o ingresan información sobre las comidas. Los circuitos completamente cerrados no requieren acciones de administración manual de insulina ni anuncios de comidas. [ cita necesaria ]
Un paso adelante con respecto a los sistemas de suspensión de umbral, los sistemas predictivos de suspensión de glucosa baja (PLGS) utilizan un modelo matemático para extrapolar los niveles futuros de azúcar en sangre previstos en función de lecturas pasadas recientes de un MCG. Esto permite que el sistema reduzca o detenga la administración de insulina antes de un evento hipoglucémico previsto. [2]
Los sistemas híbridos de circuito cerrado (HCL) amplían aún más las capacidades de los sistemas PLGS al ajustar las tasas de administración de insulina basal hacia arriba y hacia abajo en respuesta a los valores de un monitor continuo de glucosa. A través de esta modulación de la insulina basal, el sistema es capaz de reducir la magnitud y duración de los eventos tanto de hiperglucemia como de hipoglucemia. Los usuarios aún deben iniciar bolos manuales a la hora de las comidas. [3] Los sistemas híbridos avanzados de circuito cerrado tienen algoritmos avanzados.
Bucle completamente cerrado (FCL)
Los sistemas de circuito cerrado (FCL) total o completo ajustan la administración de insulina en respuesta a los cambios en los niveles de glucosa sin requerir la entrada de los usuarios para la insulina a la hora de las comidas o anuncios de comidas. [4]
Un sistema automatizado de administración de insulina consta de tres componentes distintos: un monitor continuo de glucosa para determinar los niveles de azúcar en sangre, una bomba para administrar insulina y un algoritmo que utiliza los datos del MCG y la bomba para determinar los ajustes necesarios de insulina.
En Estados Unidos, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) permite que cada componente se apruebe de forma independiente, lo que permite aprobaciones más rápidas e innovación incremental. Cada componente se analiza con mayor detalle a continuación.
Los monitores continuos de glucosa (CGM) son sensores portátiles que extrapolan una estimación de la concentración de glucosa en la sangre de un paciente en función del nivel de glucosa presente en el líquido intersticial subcutáneo. Se inserta en la piel un cable sensor delgado y biocompatible recubierto con una enzima reactiva a la glucosa, lo que permite al sistema leer el voltaje generado y, basándose en él, estimar la glucosa en sangre. La mayor ventaja de un MCG sobre un medidor de glucosa en sangre tradicional por punción digital es que el MCG puede tomar una nueva lectura cada 60 segundos (aunque la mayoría solo toma una lectura cada 5 minutos), lo que permite una frecuencia de muestreo que puede proporcionar no sólo un nivel actual de azúcar en sangre, sino un registro de mediciones anteriores; permitiendo que los sistemas informáticos proyecten tendencias pasadas a corto plazo hacia el futuro, mostrando a los pacientes hacia dónde se dirigen probablemente sus niveles de azúcar en sangre.
Una bomba de insulina administra insulina por vía subcutánea. El propio cuerpo de la bomba de insulina también puede contener el algoritmo utilizado en un sistema AID, o puede conectarse vía Bluetooth con un dispositivo móvil separado (como un teléfono) para enviar datos y recibir comandos para ajustar la administración de insulina.
Algoritmo
El algoritmo para cada sistema AID es diferente. En los sistemas comerciales (ver más abajo), se sabe poco sobre los detalles de cómo funciona el algoritmo de control. En los sistemas de código abierto, el código y el algoritmo están disponibles abiertamente. En general, todos los algoritmos realizan la misma funcionalidad básica de tomar datos de MCG y, basándose en los niveles de glucosa previstos y la configuración personal del usuario (para índices basales, sensibilidad a la insulina y proporción de carbohidratos, por ejemplo), luego recomiendan la dosificación de insulina para ayudar a lograr o mantener niveles de glucosa en el rango objetivo.
Dependiendo del sistema, los usuarios pueden tener la capacidad de ajustar el objetivo del sistema y pueden tener diferentes configuraciones para pedirle al sistema que administre más o menos insulina en general.
La disponibilidad comercial varía según el país. Los sistemas aprobados en varios países, que se describen más adelante, incluyen MiniMed 670G o 780G, Control-IQ de Tandem, Omnipod 5, CamAPS FX y Diabeloop DBLG1. [5]
En septiembre de 2016, la FDA aprobó el Medtronic MiniMed 670G, que fue el primer sistema híbrido de circuito cerrado aprobado . El dispositivo ajusta automáticamente la administración de insulina basal del paciente . [6] Se compone de un monitor continuo de glucosa, una bomba de insulina y un medidor de glucosa para su calibración. Funciona automáticamente para modificar el nivel de administración de insulina en función de la detección de niveles de glucosa en sangre mediante un monitor continuo. Lo hace enviando los datos de glucosa en sangre a través de un algoritmo que analiza y realiza los ajustes posteriores. [6] El sistema tiene dos modos. El modo manual permite al usuario elegir la velocidad a la que se administra la insulina basal. El modo automático regula los niveles de insulina basal a partir de las lecturas del MCG cada cinco minutos. [7]
Tandem Diabetes Care t:Slim X2 fue aprobado por la Administración de Medicamentos y Alimentos de EE. UU. en 2019 y es la primera bomba de insulina designada como bomba de insulina con controlador alternativo habilitado (ACE). Las bombas de insulina ACE permiten a los usuarios integrar monitores continuos de glucosa, sistemas automatizados de dosificación de insulina (AID) y otros dispositivos para el control de la diabetes con la bomba para crear un sistema de terapia de diabetes personalizado. Muchos usuarios de t:slim X2 integran la bomba con el Dexcom G6, un monitor continuo de glucosa aprobado por la FDA en 2018. Fue el primer MCG autorizado para su uso en un sistema de terapia integrada. El dispositivo no requiere calibraciones por punción digital. [8]
En mayo de 2023, la FDA aprobó el sistema iLet Bionic Pancreas para personas con diabetes tipo 1 de seis años o más. [4] [3] El dispositivo utiliza un sistema de circuito cerrado para administrar insulina y glucagón en respuesta a los niveles de glucosa en sangre detectados. El prototipo iLet de cuarta generación, presentado en 2017, tiene aproximadamente el tamaño de un iPhone y cuenta con una interfaz de pantalla táctil. Contiene dos cámaras para insulina y glucagón, y el dispositivo se puede configurar para usarse con una sola hormona o con ambas. [9] En 2020 y 2021 se realizó un estudio de 440 pacientes con diabetes tipo I utilizando una configuración de dispositivo que administraba solo insulina en comparación con la atención estándar; el uso del dispositivo condujo a un mejor control de la glucosa circulante (medida mediante monitorización continua ) y a una reducción de la hemoglobina glucosilada (en comparación con ningún cambio para el grupo de atención estándar). [10] Sin embargo, la incidencia de eventos hipoglucémicos graves fue más de 1,5 veces mayor entre los usuarios de dispositivos en comparación con los pacientes de atención estándar. [10]
Existen varias opciones de bricolaje no comerciales y no aprobadas por la FDA, [11] [12] que utilizan código fuente abierto, [13] que incluyen OpenAPS , [14] Loop, [15] y/o AndroidAPS. [dieciséis]
Los antiguos fundadores de Timesulin, Welldoc, Companion Medical y Bigfoot Biomedical se han unido para crear el primer sistema automatizado de administración de insulina del mundo para aquellos que quieran seguir usando plumas de insulina. El equipo lo llama AID episódica.
El nombre del producto funcional es Luna. [17]
En colaboración con el Centro Médico Académico de Ámsterdam, Inreda Diabetic BV ha desarrollado un sistema de circuito cerrado con insulina y glucagón. El iniciador, Robin Koops , comenzó a desarrollar el dispositivo en 2004 y realizó las primeras pruebas él mismo. En octubre de 2016, Inreda Diabetic BV obtuvo la licencia ISO 13485 , un primer requisito para producir su páncreas artificial. [18] El producto en sí se llama Inreda AP y pronto se realizaron algunas pruebas de gran éxito. Después de los ensayos clínicos, recibió el marcado CE , señalando que cumple con la normativa europea, en febrero de 2020. [19]
En octubre de 2020, la compañía de seguros de salud Menzis e Inreda Diabetic iniciaron un piloto con 100 pacientes asegurados por Menzis. Todos estos son pacientes que enfrentan problemas muy graves para regular sus niveles de glucosa en sangre. Ahora utilizan Inreda AP en lugar del tratamiento tradicional. [20] En julio de 2021 se organizó otra prueba a gran escala con Inreda AP y debería determinar si el seguro médico holandés debería cubrir el dispositivo para todos sus asegurados. [21] Está previsto el lanzamiento de una versión mejorada más pequeña de Inreda AP en 2023.
El enfoque del equipo médico implica combinar un monitor continuo de glucosa y una bomba de insulina implantada que puede funcionar junto con un algoritmo controlado por computadora para reemplazar la función normal del páncreas. [22] [23] [24] El desarrollo de monitores continuos de glucosa ha llevado al progreso en la tecnología del páncreas artificial utilizando este sistema integrado. [25]
A diferencia del sensor continuo solo, el sistema de circuito cerrado no requiere ninguna intervención del usuario en respuesta a la lectura del monitor; El monitor y el sistema de bomba de insulina administran automáticamente la cantidad correcta de hormona calculada a partir de las lecturas transmitidas. El sistema es lo que conforma el dispositivo de páncreas artificial. [26] [27]
A partir de 2017 y en un futuro próximo se están realizando cuatro estudios sobre diferentes sistemas de páncreas artificial. Los proyectos están financiados por el Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales , y son la parte final de prueba de los dispositivos antes de solicitar la aprobación para su uso. Los participantes en los estudios pueden vivir sus vidas en casa mientras usan los dispositivos y son monitoreados de forma remota para determinar su seguridad, eficacia y una serie de otros factores. [28]
El ensayo International Diabetes Closed-Loop, [29] dirigido por investigadores de la Universidad de Virginia , está probando un sistema de circuito cerrado llamado inControl, que tiene una interfaz de usuario de teléfono inteligente. Participan 240 personas de 14 años en adelante durante 6 meses. [28]
Un ensayo de un año completo dirigido por investigadores de la Universidad de Cambridge comenzó en mayo de 2017 y ha inscrito a aproximadamente 150 participantes de entre 6 y 18 años. [28] El sistema de páncreas artificial que se está estudiando utiliza un teléfono inteligente y tiene una función de nivel bajo de glucosa para mejorar el control del nivel de glucosa. [30]
El Centro Internacional de Diabetes en Minneapolis, Minnesota, en colaboración con el Centro Médico Infantil Schneider de Israel , están planificando un estudio de 6 meses que comenzará a principios de 2019 y en el que participarán 112 adolescentes y adultos jóvenes, de entre 14 y 30 años. [28] [ 31] El objetivo principal del estudio es comparar el sistema Medtronic 670G actual con un nuevo sistema desarrollado por Medtronic. El nuevo sistema tiene una programación que tiene como objetivo mejorar el control de la glucosa a la hora de las comidas, lo que sigue siendo un gran desafío en el campo. [31]
El estudio actual de 6 meses dirigido por el equipo de Bionic Pancreas comenzó a mediados de 2018 e inscribió a 312 participantes de 18 años o más. [28]
La empresa biotecnológica Defymed, con sede en Francia, está desarrollando un dispositivo bioartificial implantable llamado MailPan que cuenta con una membrana biocompatible con permeabilidad selectiva para encapsular diferentes tipos de células, incluidas las células beta pancreáticas . [32] La implantación del dispositivo no requiere terapia inmunosupresora conjuntiva porque la membrana evita que los anticuerpos del paciente entren en el dispositivo y dañen las células encapsuladas. Después de ser implantada quirúrgicamente, la lámina de membrana será viable durante años. Las células que contiene el dispositivo pueden producirse a partir de células madre en lugar de donantes humanos, y también pueden reemplazarse con el tiempo mediante conexiones de entrada y salida sin cirugía. [32] [33] Defymed está parcialmente financiado por JDRF, anteriormente conocida como Juvenile Diabetes Research Foundation, pero ahora se define como una organización para todas las edades y todas las etapas de la diabetes tipo 1. [34] [35]
En noviembre de 2018, se anunció que Defymed se asociaría con Kadimastem, una empresa biofarmacéutica con sede en Israel que desarrolla terapias regenerativas basadas en células madre, para recibir una subvención de dos años por valor de aproximadamente 1,47 millones de dólares para el desarrollo de un bioartificial. páncreas que trataría la diabetes tipo 1. [32] [36] La tecnología de células madre de Kadimastem utiliza la diferenciación de células madre embrionarias humanas para obtener células endocrinas pancreáticas. Estas incluyen las células beta productoras de insulina, así como las células alfa, que producen glucagón. Ambas células se organizan en grupos similares a islotes, imitando la estructura del páncreas. [37] El objetivo de la asociación es combinar ambas tecnologías en un dispositivo de páncreas bioartificial, que libera insulina en respuesta a los niveles de glucosa en sangre, para llevarlo a las etapas de ensayo clínico. [32]
La empresa de biotecnología ViaCyte, con sede en San Diego, California, también ha desarrollado un producto destinado a proporcionar una solución para la diabetes tipo 1 que utiliza un dispositivo de encapsulación hecho de una membrana semipermeable protectora de reacciones inmunitarias. El dispositivo contiene células progenitoras pancreáticas que se han diferenciado de las células madre embrionarias. [38] Después de la implantación quirúrgica en un procedimiento ambulatorio, las células maduran hasta convertirse en células endocrinas que se organizan en grupos similares a islotes e imitan la función del páncreas, produciendo insulina y glucagón. [39] [40] La tecnología avanzó desde estudios preclínicos hasta la aprobación de la FDA para ensayos clínicos de fase 1 en 2014, y presentó datos de dos años del ensayo en junio de 2018. [38] Informaron que su producto, llamado PEC- Hasta ahora, Encap ha sido seguro y bien tolerado en pacientes en dosis inferiores a los niveles terapéuticos. Las células encapsuladas pudieron sobrevivir y madurar después de la implantación, y el rechazo del sistema inmunológico disminuyó gracias a la membrana protectora. La segunda fase del ensayo evaluará la eficacia del producto. [41] ViaCyte también ha estado recibiendo apoyo financiero de JDRF en este proyecto. [40]
En los Estados Unidos, en 2006, la JDRF (anteriormente Fundación para la Investigación de la Diabetes Juvenil) lanzó una iniciativa de varios años para ayudar a acelerar el desarrollo, la aprobación regulatoria y la aceptación de la monitorización continua de la glucosa y la tecnología del páncreas artificial. [42] [43]
Los esfuerzos de base para crear y comercializar un sistema de páncreas artificial totalmente automatizado también han surgido directamente de los defensores de los pacientes y de la comunidad diabética. [44]
En abril de 2024, el NHS anunció que, durante los próximos cinco años, ofrecería el uso de un sistema híbrido de circuito cerrado a pacientes con diabetes tipo 1 en Inglaterra. [45]
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{cite web}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace ){{cite press release}}: |last=tiene nombre genérico ( ayuda )