Zaawansowane technologie w zarządzaniu cukrzycą – systemy zamkniętej pętli (sztuczna trzustka)

W ciągu ostatnich 20 lat byliśmy świadkami dynamicznego rozwoju technologii medycznych wykorzystywanych w diabetologii. Systemy ciągłego monitorowania stężenia glukozy (ang. continous glucose monitoring systems – CGMS) zrewolucjonizowały samokontrolę glikemii u pacjentów z cukrzycą, nie tylko pod kątem łatwej dostępności wiarygodnych pomiarów, ale zwłaszcza opartej na evidence-based medicine (EBM) istotnej poprawie kontroli glikemii u pacjentów z większością typów cukrzycy. Upowszechnienie pomp insulinowych, pomimo pokładanych w nich nadziei, nie dało znacznej poprawy wyrównania glikemii u pacjentów z cukrzycą typu 1 [1]. Dopiero wprowadzenie pomp sprzężonych z sensorem glikemii (ang. sensor augmented pumps – SAP), które w zależności od zaawansowania oprogramowania dysponują funkcją hipoblokady (zatrzymanie podawania insuliny przy osiągnięciu progu niskiej glikemii lub predykcyjnego zatrzymania jej podawania jeszcze przed spadkiem glikemii) wiązało się jednoznacznie ze zmniejszeniem ryzyka wystąpienia niedocukrzeń [1].
Prawdziwą rewolucją było jednak opracowanie technologii automatycznego podawania insuliny (ang. automated insulin delivery – AID) przez pompy pracujące w trybie hybrydowej lub zaawansowanej hybrydowej pętli zamkniętej (ang. [advanced hybrid] closed loop – [A]HCL), które poza zapobieganiem niedocukrzeniom w sposób autonomiczny mogą dawkować insulinę, skracając czas spędzony w hiperglikemii. 

Historia systemów AID

Przegląd historii systemów AID należy rozpocząć od lat 60. XX w. (ryc. 1). Pierwszy (dożylny) system AID został opracowany w 1963 r. przez Arnolda Kadisha i składał się z monitora poziomu glukozy (również dożylnego) oraz dwóch pomp strzykawkowych: jedna dostarczała insulinę przy hiperglikemii, a druga podawała glukozę lub glukagon, gdy poziom glukozy spadał. Z uwagi na niepraktyczność – gabaryty urządzenia odpowiadały plecakowi wojskowemu – system ten nigdy nie trafił do komercyjnego użytku, choć odegrał ważną rolę jako pionierska koncepcja systemów AID [2]. Pierwszym komercyjnym (również w pełni dożylnym) systemem AID był Biostator opracowany w latach 70. XX wieku przez Pfeiffera i wsp., czyli komputerowy system infuzji insuliny sterowany poziomem glukozy. Za pomocą algorytmu obliczał i podawał odpowiednią ilość insuliny lub glukozy do krwiobiegu. Ze względu na rozmiary i złożoność urządzenia Biostator był stosowany jedynie w warunkach szpitalnych [2]. 
Kolejne dekady prac nad komponentami systemów AID zaowocowały pompami insulinowymi, jakie znamy dzisiaj – od urządzeń rozmiarów cegły w latach 80. XX w., przez niewielkie pompy wprowadzone do użytku we wczesnych latach XXI w. (o których design oparte są nadal współczesne urządzenia), po zyskujące coraz większą popularność pompy bezdrenowe. Poza pracami nad samymi pompami, przez mijające dekady opracowywano i wprowadzano na rynek nowoczesne preparaty insulin, w tym szybko- i ultraszybko działające analogi insulin, opracowano, skomercjalizowano i udoskonalano systemy CGM oraz budowano założenia algorytmów kontrolnych. Wszystkie te komponenty były niezbędne do stworzenia skutecznego, bezpiecznego i wygodnego systemu AID [2]. Pierwsze współczesne badania kliniczne nad systemami AID ruszyły w drugiej połowie pierwszej dekady XXI w. Dowiedziono wówczas, początkowo w warunkach szpitalnych, następnie stopniowo również domowych, ich skuteczności oraz bezpieczeństwa [2]. 

Ryc. 1. Historia rozwoju systemów AID

Jednym z etapów rozwoju systemów AID były wspominane już pokrótce pompy z funkcją zatrzymania podawania insuliny przy osiągnięciu progu niskiej glikemii (an...