لوزالمعده مصنوعی ، برگ برنده ای در درمان دیابت
لوزالمعده مصنوعی ، برگ برنده ای در درمان دیابت
با اختراع و آزمایش لوزالمعده مصنوعی ، ابداعات پزشکی در درمان دیابت نوع ۱ ، جهشی به جلو انجام داد.
آیا این گوشی هوشمند با پایه‌ی الگوریتمی ، می‌تواند زندگی افراد مبتلا به دیابت را بهبود دهد ؟
از هر ۱۰ آمریکایی ، ۱ نفر مبتلا به دیابت است. از این آمار ، ۵ درصدشان دیابت نوع ۱ دارند که برابر با ۱٫۵ میلیون آمریکایی است.( این در حالی است که طبق اظهار یک مقام مسؤول در وزارت بهداشت ۱۰ درصد از جمعیت بالغ ایران مبتلا به دیابت هستند و از این میزان افراد ، نیمی از بیماری خود ناآگاهند . )
درمان در دیابت نوع ۱ به شدت مؤثر است اما بدست آوردنش راهی پر پیچ و خم دارد. بیماران باید به طور متوالی خون بدهند ، سطح گلوکز خونشان اندازه گیری شود و میزان مناسبی از انسولین را تزریق کنند.
یکی از نشانه های پیشرفت و دست‌آورد‌های بزرگ ، رسیدن به لوزالمعده مصنوعی است. چندین دهه است که ایده‌ی لوزالمعده مصنوعی مورد بحث قرار می‌گیرد اما به تازگی به عنوان یک گزینه‌ی در دسترس بررسی می‌شود.
این اختراع ، پپتانسیل بهبودی میلیون ها زندگی را دارد. از سال ۲۰۰۶ روی این پروژه کار شده است و چنین حلقه‌ی بسته‌ای که بتواند هم مقدار گلوکز را نظارت کند و هم مقدار مناسب انسولین را بررسی کند ، غیرممکن به نظر می‌رسید ولی هم اکنون ، با تلاش محققین نزدیک به واقعیت شده و بهبودی زندگی میلیون ها انسان در پیش رو قرار دارد.
در ابتدا ، ایده‌ی لوزالمعده مصنوعی با تردید از طرف جامعه‌ی علمی روبرو شد اما محققین مصممانه به تلاش خود ادامه دادند و افزودند : نه تنها نشان خواهیم داد که غیر ممکن نیست بلکه بر این باوریم که می‌شود حتی بر روی یک گوشی هوشمند اجرایش کرد.
دیابت نوع ۱ چیست ؟
در افراد طبیعی ، انسولین به جذب گلوکز از خون توسط بدن کمک می‌کند و این روند را تسهیل می کند. دیابت نوع ۱ هنگامی اتفاق می‌افتد که لوزالمعده به اندازه کافی انسولین تولید نمی‌کند.
دیابت نوع ۲ با در پیش گرفتن روش زندگی‌ای مانند رژیم غذایی بد و عدم تحرک به‌وجود می‌آید. اما دیابت نوع ۱ کاملا متفاوت است و شیوه‌ی زندگی ربطی ندارد. سیستم ایمنی که دچار نقص شده است ، سلول های بتای موجود را در لوزالمعده که انسولین تولید می‌کنند ،غیر‌ضروری می‌شناسد و به آن‌ها حمله می‌کند.
برای جبران این کمبود در واکنش‌های شیمیایی بدن ، بیماران باید هر بار سر انگشتان خود را خراش داده و با آزمایش خون ، مقدار گلوکز موجود در خونشان را اندازه گیری کنند و متناسب با آن ، میزان انسولین مورد نیاز را تزریق کنند تا در حالت طبیعی باشند. این فرایند ، هربار باید انجام گیرد تا سطح گلوکز خون در بازه‌ی طبیعی باقی بماند.
جدا از آزاردهندگی و سخت بودن این فرآیند ، در این کار هم مانند کار‌های دیگری که به انسان محول می‌شود احتمال خطا وجود دارد. از یک طرف ، میزان گلوکز بالا ، در طول زمان می‌تواند به کلیه‌ها ، اعصاب ، چشمان و رگ‌های خونی آسیب برساند و از طرف دیگر ، گلوکز پایین ، در شرایط وخیم می‌تواند بیمار را تا سرحد مرگ یا کما ببرد.
پس هر آنچه که از خطا جلوگیری کند ، یک مزیت است.
لوزالمعده مصنوعی چگونه کار می‌کند ؟
لوزالمعده مصنوعی که در دیابت به آن « حلقه بسته کنترل گلوکز خون » نیز گفته می‌شود ، بیشتر دخالت انسانی را که در حال حاضر برای درمان به آن نیاز است ، از بین می‌برد.
هسته‌ی مرکزی این سیستم ، از نرم‌افزاری به نام « InControl » استفاده می‌کند که بر روی گوشی‌های هوشمند تنظیم شده قابل اجراست. این وسیله که در دست جای می‌گیرد ، به صورت بی‌سیم با یک نشانگر قند خون ، یک پمپ انسولین و یک مرکز کنترل از راه دور در ارتباط است. نشانگر قند خون ، میزان گلوکز خون را هر ۵ دقیقه اندازه می‌گیرد و نتایج را به دستگاهی که مجهز به نرم افزار « InControl » شده است ، می‌دهد.
دستگاه با الگوریتم‌هایی که دارد ، میزان انسولین لازم را تشخیص می‌دهد با یک سوزن نازک ، آن را اعمال می‌کند. بدون آن که بیمار قطره ای خون بریزد.
ابداع اصلی در الگوریتم‌ها انجام شده است که برای پیش بینی سطح انسولین مورد نیاز طراحی شده‌اند. چون تنها سطح گلوکز آن لحظه را برای تعیین مقدار انسولین مورد نیاز ملاک قرار دادن کافی نیست ، پس نیازاست که بیشینه سطح گلوکز و پیش بینی تغییرات آن برای به دست آوردن میزان انسولین مورد نیاز برای هر نفر تعیین شود.
لوزالمعده انسان ، به راحتی این محاسبات را انجام می‌دهد ، اما طراحی چیزی که بتواند به راحتی آن محاسبات را انجام دهد ، کار سختی است.
محققین راجع به این الگوریتم‌ها گفتند :
الگوریتم‌ها بر اساس مدلی از سیستم سوخت و ساز بدن نوشته شدند که با اندازه‌گیری پیوسته سطح گلوکز ، میزان انسولین دریافتی در گذشته و هر سیگنال ممکن دیگری که شناسایی نوسانات قند خون و پیش بینی مقدار آن را ممکن می‌سازد بدست آمده است. سپس بر اساس پیش بینی های انجام شده ، میزان انسولین تعیین و اعمال می‌شود.
از بخش‌هایی که اهمیت ویژه‌ای به آن داده شد ، جلوگیری از بروز کاهش قند خون بود و الگوریتم ویژه‌ای طراحی شد که آن را « سیستم نظارت امنیتی » خواندیم. بیشترین آزمایشاتمان را بر روی این سیستم انجام دادیم پاسخ مناسبی هم از آن گرفتیم.
آزمایش عضو جدید
آزمایش نهایی لوزالمعده مصنوعی در ۹ منطقه در آمریکا و اروپا آغاز شد. برای فاز اول ، ۲۴۰ بیمار با دیابت نوع ۱ به مدت ۶ ماه از این سیستم استفاده می‌کنند. سپس در فاز دوم ، ۱۸۰ بیمار از فاز اول تا ۶ ماه دیگر ادامه می‌دهند. در نهایت نتایج آزمایشات در دو موضع اساسی با شیوه ی معمول تزریق انسولین مقایسه خواهد شد : تا چه حد قند خون به خوبی مدیریت شده و آیا از احتمال افت قند خون کم شده است ؟
محققین راجع به برنامه‌های آینده خود برای لوزالمعده مصنوعی گفتند :
برای موفقیت نهایی به عنوان درمانی بهینه برای دیابت ، لوزالمعده مصنوعی باید امنیت خود را ثابت کند و نشان دهد که می‌تواند نتیجه‌ی مطلوب دهد. و این‌ها تنها با آزمایش نهایی که با استفاده‌ی آن به عنوان یک راه درمان توسط بیماران در طولانی مدت به‌دست خواهد آمد.
هدف بعدی ما ، به دست آوردن الگو‌های جدیدی برای درمان دیابت است. لوزالمعده مصنوعی تنها دستگاهی با یک کاربرد نیست. این دستگاه کاملا وفق‌پذیر و قابل پوشیدن است که بیمار را در شبکه محیط درمان دیجیتالی قرار می‌دهد.
پیشرفت‌های آتی
این ابداع ، به امید ایجاد تغییری مثبت و شگرف در زندگی میلیون ها انسان انجام شد و هدف آن ، برداشتن بار مسؤولیت کنترل انسولین از دوش مبتلایان به دیابت ۱ است. خوشبختانه به لطف الگوریتم‌ها ، لوزالمعده مصنوعی می‌تواند سطح گلوکز خون را در وضعیت طبیعیش نگه دارد. اما با هر پیشرفتی ، در های جدیدی باز می‌شوند و محققان راجع به پیشرفت‌های آینده‌ی لوزالمعده طبیعی گفتند :
در ضمینه‌ی سیستم‌های چند سیگناله و چند هورمونه ، بررسی‌هایی برای استفاده از سیگنال‌هایی مانند ضربان قلب ، حسگر‌های حرکتی و سطح هورمون‌هایی مانند آمیلین در این سیستم‌ها در حال انجام است و ما بر این باوریم که تکنولوژی در این جهت پیشرفت خواهد کرد.
در حال حاضر ، محققین مشتاق به بررسی استفاده از لوزالمعده مصنوعی برای سایر هورمون ها هستند و همچنین به بررسی احتمال امکان پوشیدن دستگاه تنها در مواقعی خاص مانند بعد از صرف غذا یا به هنگام خواب می‌پردازند.
نهایتا می‌توان آینده‌ی روشنی را در مقابل لوزالمعده‌ی مصنوعی دید و با همکاری با سایر تکنولوژی‌ها امید به برطرف شدن بیماری دیابت داشت.
منبع:آشپزباشی ، ترجمه شده از مدیکال نیوز
نوشته لوزالمعده مصنوعی ، برگ برنده ای در درمان دیابت اولین بار در آشپزی با آشپزباشی پدیدار شد.