Suljetun kierron järjestelmän kliininen arviointi glukagonin, harjoituksen ja seka-aterioiden kanssa
Imperial Collegen diabetesteknologiaryhmä on kehittänyt biovaikutteisen keinotekoisen haimajärjestelmän (BiAP), joka käyttää beetasolufysiologian matemaattiseen malliin perustuvaa ohjausalgoritmia. Algoritmi on toteutettu kannettavassa kädessä pidettävässä miniatyyrissä piimikrosirussa, joka yhdistää keinohaiman komponentit.
Suljetun kierron insuliinin annostelulaitteiden kehittäminen hallinnan tehostamiseksi ilman hypoglykemiaa on arvioitu laajasti, ja se on osoittanut rohkaisevia tuloksia. Ne eivät kuitenkaan ole vielä osoittautuneet kestäviksi epävarmuuden ja ulkoisten haasteiden (kuten sekoitettu ateriasisältö, fyysinen harjoittelu, fysiologinen stressi ja välilliset sairaudet), joille tyypin 1 diabetes mellitus (T1DM) -potilaat voivat altistua ulkopuolisille haasteille. kliininen ympäristö.
Tutkimuksen päätavoitteena on arvioida T1DM:n suljetun kierron järjestelmän turvallisuutta ja tehokkuutta verrattuna tavalliseen insuliinipumppuhoitoon (open loop). Tutkimusten ensisijainen tulos on % ajasta, jonka glukoosipitoisuus on tavoitealueella (3,9-10,0 mmol/l). Tämä tulos sisältää turvallisuuden, koska se varmistaa, että koehenkilöillä ei ole alhaisia tai korkeita glukoosimuutoksia, ja se on pääasiallinen tehon mitta suljetun kierron insuliinin annostelujärjestelmissä tieteellisessä kirjallisuudessa. Muut mitatut tulokset ovat % euglykemiassa vietetystä ajasta (3,9-7,8 mmol/l), % hypoglykemiassa vietetystä ajasta (<3,9 mmol/l), % hyperglykemiassa vietetystä ajasta (>10 mmol/l), keskimääräinen laskimoveri ja sensorin glukoosi, glykeeminen vaihtelu standardimittareilla mitattuna (standardipoikkeama, jatkuva päällekkäinen glykeeminen nettovaikutus, labiilisuus Indeksi, J-indeksi, glykeemisen riskin arvioinnin diabeteksen yhtälö, päivittäisten erojen keskiarvo, glukoosireitin keskiamplitudi, keskimääräinen päivittäinen riskialue, M-ARVO, keskimääräinen glukoosi), glykeeminen riski mitattuna matalalla verensokeriindeksillä (LBGI) ja Korkea verensokeriindeksi (HBGI), suljetun silmukan virheruudukkoanalyysi, glukoosialue käyrän alla. Kaikki toimenpiteet on julkaistu ja validoitu aiemmin.
Tämä kliininen tutkimussuunnitelma arvioi keinotekoista haimajärjestelmää kolmessa erillisessä alatutkimuksessa:
- Bihormonaalisessa (insuliini ja glukagoni) kokoonpanossa
- Harjoituksen aikana ja jälkeen bihormonaalinen suljetun silmukan ja tavallisen insuliinin avoimen silmukan kanssa
- Aterioiden aikana ja jälkeen sekoitettu koostumus, jossa on kaksihormonaalista suljettu silmukka ja tavallinen insuliini avoin silmukka
Tutkimuksen yleiskatsaus
Tila
Ehdot
Yksityiskohtainen kuvaus
Metodologia Satunnaistettu kontrolloitu cross-over avoin avoin tutkimus
Osatutkimus 1 (n=10)
Osatutkimuksessa 1, joka sisältää ensimmäisen biovaikutteisen keinotekoisen haimatutkimuksen, jossa käytettiin bihormonaalista (insuliini ja glukagoni) kontrollia, suoritetaan 6 tunnin paastotutkimus bihormonaalista suljetun kierron kiertokulkua, jotta voidaan arvioida konseptin toteutumista ja turvallisuutta ennen 25 tunnin satunnaistettu kontrolloitu crossover-tutkimus
Jokainen koehenkilö satunnaistetaan sitten osallistumaan joko suljetun kierron tai avoimen kierron vierailulle. Kun jompikumpi vierailu on suoritettu, jokainen aihe siirtyy ja osallistuu jäljellä olevaan vierailuun.
Osatutkimus 2 (n=20) Osatutkimuksen 2 tavoitteena on haastaa bihormonaalinen pumppu kohtalaisen harjoituksen aikana. Koehenkilöt satunnaistetaan aluksi joko bihormonaaliseen tai tavalliseen avoimeen silmukaan ja sitten ylitetään. Jokainen tutkimus kestää 25 tuntia
• Harjoitusprotokolla: Koehenkilöt yhdistetään kaasuanalysaattoriin ja syke-/EKG-monitoriin COSMED-valmistajan ohjeiden mukaisesti.
Hapenkulutus (VO2)/hiilidioksidin tuotanto (VCO2) ja syke/EKG-jälki näkyvät jatkuvasti reaaliajassa, kun kohde harjoittelee.
Alkulämmittely: 3 minuuttia pyöräilyä alhaisella vastuksella (20-30 wattia) säilyttäen nopeuden 60-80 kierrosta minuutissa. Lämmittelyn jälkeen koehenkilöt käyvät läpi 30 minuutin keskitehoisen harjoituksen pyörällä, jonka tavoitteena on ylläpitää heidän VO2-arvonsa on 10-20 % yli heidän ensimmäisen ventilatorisen anaerobisen kynnysensä. Jos niiden VO2 laskee tämän tason alapuolelle tai ylittää sen, vastus kasvaa tai laskee vastaavasti. Tavoite VO2 ja käynnistysvastus (wattia) asetetaan yksilöllisesti niiden lähtötason rasitustestin tulosten perusteella.
Harjoitustestin suorittamiseen kuluva arvioitu aika on 35-40 minuuttia.
Reaaliaikaiset jatkuvat glukoosivalvontahälytykset asetetaan arvoihin 4 mmol/l ja 15 mmol/l, ja koehenkilö ja tutkimusryhmä kuulevat ne.
Glukagoniliuos korvataan vasta valmistetulla glukagoniliuoksella 8 tunnin välein suljetun kierron tutkimuksen ajan. Jos laskimoveren glukoosipitoisuudet putoavat alle 3,5 mmol/l tai jos koehenkilöllä on hypoglykemian oireita, hypoglykemia varmistetaan lisälaskimoverellä. plasman glukoosinäyte ja sitä käsitellään Imperial College Hospitals National Health Service Trust -ohjeiden mukaisesti.
25 tunnin suljetun kierron jälkeen, seuraavana päivänä klo 12.00, potilaan oma insuliinipumppu täytetään, kytketään uudelleen ja käynnistetään potilaan tavallisen insuliinihoidon mukaisesti. Kun suljetun silmukan järjestelmä on käynnissä, se irrotetaan. Kohde voi sitten syödä ja juoda vapaasti ja hänet voidaan kotiuttaa 2 tunnin kuluttua tai kun glukoosipitoisuudet ovat vakaat.
Samaa protokollaa käytetään, kun koehenkilöt siirtyvät tavanomaiseen avoimen silmukan 25 tunnin tutkimukseen jäljellä olevalla käynnillä.
Alatutkimus 3: Bi-hormonaalinen suljetun kierron valvonta seka-aterioiden aikana ja sen jälkeen (n=20) Runsaasti rasvaa/hiilihydraattia sisältävä illallinen (45 g rasvaa, 80 g CHO) annetaan klo 19.00, korkea glykeeminen indeksi aamiainen (40g CHO) klo 07.00 ja runsasproteiininen/vähähiilihydraattinen lounas (30g proteiinia, 10g CHO) klo 12.00.
Koehenkilöt voivat liikkua kevyesti kliinisen tutkimusyksikön ympärillä, tupakointi ei ole sallittua. Koehenkilöt voivat juoda rajattomasti vettä koko vierailun ajan.
Reaaliaikaiset jatkuvat glukoosivalvontahälytykset asetetaan arvoihin 4 mmol/l ja 15 mmol/l, ja koehenkilö ja tutkimusryhmä kuulevat ne.
Glukagoniliuos korvataan vasta valmistetulla glukagoniliuoksella 8 tunnin välein suljetun kierron tutkimusten ajan.
Jos laskimoveren glukoosipitoisuudet putoavat alle 3,5 mmol/l tai jos koehenkilöllä on hypoglykemian oireita, hypoglykemia varmistetaan ylimääräisellä laskimoveriplasman glukoosinäytteellä ja sitä hoidetaan Imperial College Hospitals National Health Service Trust Guidelines -ohjeiden mukaisesti.
25 tunnin suljetun kierron jälkeen, seuraavana päivänä klo 18.00, potilaan oma insuliinipumppu täytetään, kytketään uudelleen ja käynnistetään potilaan tavallisen insuliinihoidon mukaisesti. Kun suljetun silmukan järjestelmä on käynnissä, se irrotetaan. Kohde voi sitten syödä ja juoda vapaasti ja hänet voidaan kotiuttaa 2 tunnin kuluttua tai kun glukoosipitoisuudet ovat vakaat.
Samaa protokollaa sovelletaan ylityksen jälkeen, mutta tavallisella avoimen silmukan insuliinipumpulla jäljellä olevalla käynnillä.
Opintotyyppi
Ilmoittautuminen (Todellinen)
Vaihe
- Ei sovellettavissa
Yhteystiedot ja paikat
Opiskelupaikat
-
-
-
London, Yhdistynyt kuningaskunta
- Imperial College
-
-
Osallistumiskriteerit
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Sukupuolet, jotka voivat opiskella
Kuvaus
Sisällyttämiskriteerit:
- Yli 18-vuotiaat aikuiset
- Tyypin 1 diabetes varmistettu kliinisten ominaisuuksien ja paasto-c-peptidin <200 pmol/l perusteella
- Tyypin 1 diabetes yli vuoden
- Jatkuva ihonalainen insuliini-infuusio yli 6 kuukauden ajan
- HbA1c < 10 % (86 mmol/mol)
Poissulkemiskriteerit:
- Toistuva vaikea hypoglykemia ja hypoglykemian tietämättömyys
- Raskaana oleva tai raskautta suunnitteleva
- Imetys
- Muissa kliinisissä kokeissa mukana
- Sinulla on aktiivinen pahanlaatuisuus tai tutkitaan pahanlaatuisuuden varalta
- Allerginen laktoosille
- Allerginen glukagonille
Opintosuunnitelma
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Ensisijainen käyttötarkoitus: Hoito
- Jako: Satunnaistettu
- Inventiomalli: Crossover-tehtävä
- Naamiointi: Ei mitään (avoin tarra)
Aseet ja interventiot
Osallistujaryhmä / Arm |
Interventio / Hoito |
|---|---|
|
Kokeellinen: Bihormonaalinen suljettu silmukka
Bi-hormonaalista suljetun silmukan pumppua käytetään harjoitus- ja seka-ateriatutkimuksissa
|
Käyttämällä biovaikutteista keinotekoista haimaa, joka koostuu bihormonaalisesta suljetun silmukan pumpusta
|
|
Active Comparator: Normaali avoimen silmukan pumppu
Harjoitus- ja sekaaterian osatutkimuksissa käytetään tavallista avoimen silmukan pumppua
|
Käytä tavallista avoimen piirin pumppua
|
|
Placebo Comparator: Vain insuliini
Pelkästään insuliinisuljettu silmukka
|
Suljetun silmukan käyttäminen
|
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Prosenttiosuus tavoitealueella yli 24 tunnin ajan
Aikaikkuna: 24 tuntia
|
Tutkimusten ensisijainen tulos on aika, jonka glukoosipitoisuus on tavoitealueella (3,9-10,0 mmol/l).
|
24 tuntia
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Sponsori
Tutkijat
- Päätutkija: Nick Oliver, MRCP, Imperial College London
Julkaisuja ja hyödyllisiä linkkejä
Yleiset julkaisut
- Buckingham B, Wilson DM, Lecher T, Hanas R, Kaiserman K, Cameron F. Duration of nocturnal hypoglycemia before seizures. Diabetes Care. 2008 Nov;31(11):2110-2. doi: 10.2337/dc08-0863. Epub 2008 Aug 11.
- Sovik O, Thordarson H. Dead-in-bed syndrome in young diabetic patients. Diabetes Care. 1999 Mar;22 Suppl 2:B40-2. Erratum In: Diabetes Care 1999 Aug;22(8):1389.
- Hovorka R. Closed-loop insulin delivery: from bench to clinical practice. Nat Rev Endocrinol. 2011 Feb 22;7(7):385-95. doi: 10.1038/nrendo.2011.32.
- Nathan D, Cleary P, Backlund J, Genuth S, Lachin J, Orchard T, Raskin R, Zinman B. Diabetes Control and Complications Trial/Epidemiology of Diabetes Interventions and Complications (DCCT/EDIC) Study Research Group. Intensive diabetes treatment and cardiovascular disease in patients with type 1 diabetes,
- Cobelli C, Renard E, Kovatchev B. Artificial pancreas: past, present, future. Diabetes. 2011 Nov;60(11):2672-82. doi: 10.2337/db11-0654. No abstract available.
- Ward WK, Massoud RG, Szybala CJ, Engle JM, El Youssef J, Carroll JM, Roberts CT Jr, DiMarchi RD. In vitro and in vivo evaluation of native glucagon and glucagon analog (MAR-D28) during aging: lack of cytotoxicity and preservation of hyperglycemic effect. J Diabetes Sci Technol. 2010 Nov 1;4(6):1311-21. doi: 10.1177/193229681000400604.
- Oliver N, Georgiou P, Johnston D, Toumazou C. A benchtop closed-loop system controlled by a bio-inspired silicon implementation of the pancreatic beta cell. J Diabetes Sci Technol. 2009 Nov 1;3(6):1419-24. doi: 10.1177/193229680900300623.
- Herrero P, Georgiou P, Oliver N, Johnston DG, Toumazou C. A bio-inspired glucose controller based on pancreatic beta-cell physiology. J Diabetes Sci Technol. 2012 May 1;6(3):606-16. doi: 10.1177/193229681200600316.
- Herrero P, Georgiou P, Oliver N, Reddy M, Johnston D, Toumazou C. A composite model of glucagon-glucose dynamics for in silico testing of bihormonal glucose controllers. J Diabetes Sci Technol. 2013 Jul 1;7(4):941-51. doi: 10.1177/193229681300700416.
Opintojen ennätyspäivät
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus (Todellinen)
Ensisijainen valmistuminen (Todellinen)
Opintojen valmistuminen (Todellinen)
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Ensimmäinen Lähetetty (Arvio)
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Viimeksi vahvistettu
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Avainsanat
Muita asiaankuuluvia MeSH-ehtoja
Muut tutkimustunnusnumerot
- 14SM2107
Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)
Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?
Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .