Kliniczna ocena systemu zamkniętego z glukagonem, ćwiczeniami i posiłkami mieszanymi
Grupa technologii diabetologicznych w Imperial College opracowała inspirowany biologicznie system sztucznej trzustki (BiAP), który wykorzystuje algorytm kontrolny oparty na matematycznym modelu fizjologii komórek beta. Algorytm jest zaimplementowany na miniaturowym mikroczipie krzemowym w przenośnym urządzeniu podręcznym, które łączy elementy sztucznej trzustki.
Opracowanie urządzeń do podawania insuliny w pętli zamkniętej w celu zintensyfikowania kontroli bez hipoglikemii zostało szczegółowo przeanalizowane i przyniosło zachęcające wyniki. Jednak nie okazały się one jeszcze solidne w obliczu niepewności i wyzwań zewnętrznych (takich jak mieszana zawartość posiłków, ćwiczenia fizyczne, stres fizjologiczny i współistniejące choroby), na które osoby z cukrzycą typu 1 (T1DM) mogą być narażone poza środowisko kliniczne.
Głównym celem badań jest ocena bezpieczeństwa i skuteczności systemu zamkniętej pętli dla T1DM w porównaniu ze standardową terapią pompą insulinową (otwarta pętla). Podstawowym wynikiem badań będzie % czasu spędzonego ze stężeniem glukozy w zakresie docelowym (3,9-10,0 mmol/l). Ten wynik obejmuje bezpieczeństwo, ponieważ zapewnia, że pacjenci nie mają skoków niskiego lub wysokiego poziomu glukozy i jest głównym miernikiem skuteczności systemów podawania insuliny w zamkniętej pętli w literaturze naukowej. Inne mierzone wyniki to % czasu spędzonego w euglikemii (3,9-7,8 mmol/l), % czasu spędzonego w hipoglikemii (<3,9 mmol/l), % czasu spędzonego w hiperglikemii (>10 mmol/l), średni poziom glukozy we krwi żylnej i z czujnika, zmienność glikemii mierzona za pomocą standardowych wskaźników (odchylenie standardowe, ciągła nakładająca się aktywność glikemii netto, labilność Indeks, indeks J, równanie oceny ryzyka glikemii, średnia różnic dziennych, średnia amplituda wahań glukozy, zakres średniego dziennego ryzyka, WARTOŚĆ M, średnia glikemia), ryzyko glikemii mierzone za pomocą indeksu niskiego poziomu glukozy we krwi (LBGI) i Wysoki wskaźnik glukozy we krwi (HBGI), analiza siatki błędów w pętli zamkniętej, pole powierzchni glukozy pod krzywą. Wszystkie środki zostały wcześniej opublikowane i zatwierdzone.
Ten protokół badania klinicznego ocenia system sztucznej trzustki w trzech oddzielnych badaniach cząstkowych:
- W konfiguracji bihormonalnej (insulina i glukagon).
- Podczas i po ćwiczeniach z zamkniętą pętlą bihormonalną i standardową otwartą pętlą insuliny
- Podczas i po posiłkach o mieszanym składzie z bihormonalną pętlą zamkniętą i standardową pętlą insuliny
Przegląd badań
Status
Warunki
Szczegółowy opis
Metodologia Randomizowane, kontrolowane, krzyżowe badanie otwarte
Badanie częściowe 1 (n=10)
W badaniu cząstkowym 1, które obejmuje pierwsze bioinspirowane badanie sztucznej trzustki z użyciem kontroli bihormonalnej (insuliny i glukagonu), zostanie przeprowadzone 6-godzinne badanie bihormonalne na czczo w zamkniętej pętli, aby ocenić słuszność koncepcji i bezpieczeństwo przed 25-godzinne randomizowane, kontrolowane badanie krzyżowe
Następnie każdy pacjent zostanie losowo przydzielony do udziału w wizycie zamkniętej lub otwartej. Po zakończeniu jednej z wizyt każdy pacjent przejdzie na drugą i weźmie udział w pozostałej wizycie.
Badanie podrzędne 2 (n=20) Celem badania podrzędnego 2 jest sprawdzenie pompy bihormonalnej podczas umiarkowanego wysiłku fizycznego. Pacjenci zostaną początkowo losowo przydzieleni do grupy bihormonalnej lub standardowej otwartej pętli, a następnie przejdą na drugą stronę. Każde badanie potrwa 25 godzin
• Protokół ćwiczenia: Pacjenci zostaną podłączeni do analizatora gazów i monitora tętna/EKG zgodnie z instrukcjami producenta COSMED.
Zużycie tlenu (VO2)/produkcja dwutlenku węgla (VCO2) oraz tętno/zapis EKG będą wyświetlane w sposób ciągły w czasie rzeczywistym, gdy pacjent ćwiczy.
Rozgrzewka: 3 minuty jazdy na rowerze z niskim oporem (20-30 watów) utrzymując prędkość 60-80 obrotów na minutę. ich VO2 między 10-20% powyżej ich 1. progu wentylacji beztlenowej. Jeśli ich VO2 spadnie poniżej lub wzrośnie powyżej tego poziomu, opór zostanie odpowiednio zwiększony lub zmniejszony. Docelowe VO2 i początkowy opór (w watach) będą ustalane indywidualnie na podstawie wyniku podstawowego testu wysiłkowego.
Szacunkowy czas potrzebny na wykonanie testu wysiłkowego to 35-40 minut.
Alarmy ciągłego monitorowania poziomu glukozy w czasie rzeczywistym zostaną ustawione na 4 mmol/l i 15 mmol/l i będą słyszalne dla badanego i zespołu badawczego.
Roztwór glukagonu będzie zastępowany świeżo sporządzonym roztworem glukagonu co 8 godzin podczas badania w pętli zamkniętej. próbki glukozy w osoczu i będzie leczona zgodnie z wytycznymi dotyczącymi zaufania National Health Service Imperial College Hospitals.
Po 25 godzinach zamkniętej pętli, o godzinie 12:00 następnego dnia, własna pompa insulinowa pacjenta zostanie napełniona, ponownie podłączona i uruchomiona zgodnie ze zwykłym reżimem insulinowym pacjenta. Po uruchomieniu system zamkniętej pętli zostanie odłączony. Pacjent może wtedy swobodnie jeść i pić i może zostać wypisany po 2 godzinach lub po ustabilizowaniu się stężenia glukozy.
Ten sam protokół zostanie zastosowany, gdy badani przejdą na standardowe 25-godzinne badanie z otwartą pętlą na pozostałą wizytę.
Badanie cząstkowe 3: Kontrola bihormonalna w pętli zamkniętej podczas i po posiłkach mieszanych (n=20) Kolacja o wysokiej zawartości tłuszczu/węglowodanów (45 g tłuszczu, 80 g CHO) zostanie podana o godzinie 19:00, wysoki indeks glikemiczny śniadanie (40g CHO) o 07:00 i wysokobiałkowy/niskowęglowodanowy obiad (30g białka, 10g CHO) o 12:00.
Badani będą mogli swobodnie poruszać się wokół jednostki badań klinicznych, palenie będzie zabronione. Podczas wizyty badani mogą pić wodę bez ograniczeń.
Alarmy ciągłego monitorowania poziomu glukozy w czasie rzeczywistym zostaną ustawione na 4 mmol/l i 15 mmol/l i będą słyszalne dla badanego i zespołu badawczego.
Roztwór glukagonu będzie zastępowany świeżo odtworzonym roztworem glukagonu co 8 godzin w trakcie badań w pętli zamkniętej.
Jeśli stężenie glukozy we krwi żylnej spadnie poniżej 3,5 mmol/l lub jeśli u pacjenta wystąpią objawy hipoglikemii, wówczas hipoglikemia zostanie potwierdzona dodatkową próbką glukozy w osoczu krwi żylnej i będzie leczona zgodnie z wytycznymi Imperial College Hospitals National Health Service Trust Guidelines.
Po 25 godzinach zamkniętej pętli, o godzinie 18:00 następnego dnia, własna pompa insulinowa pacjenta zostanie napełniona, ponownie podłączona i uruchomiona zgodnie ze zwykłym reżimem insulinowym pacjenta. Po uruchomieniu system z zamkniętą pętlą zostanie odłączony. Pacjent może wtedy swobodnie jeść i pić i może zostać wypisany po 2 godzinach lub po ustabilizowaniu się stężenia glukozy.
Ten sam protokół zostanie zastosowany po zmianie, ale ze standardową pompą insulinową z otwartą pętlą na pozostałą wizytę.
Typ studiów
Zapisy (Rzeczywisty)
Faza
- Nie dotyczy
Kontakty i lokalizacje
Lokalizacje studiów
-
-
-
London, Zjednoczone Królestwo
- Imperial College
-
-
Kryteria uczestnictwa
Kryteria kwalifikacji
Wiek uprawniający do nauki
Akceptuje zdrowych ochotników
Płeć kwalifikująca się do nauki
Opis
Kryteria przyjęcia:
- Dorośli powyżej 18 roku życia
- Cukrzyca typu 1 potwierdzona na podstawie cech klinicznych i stężenia c-peptydu na czczo <200 pmol/L
- Cukrzyca typu 1 dłużej niż 1 rok
- Ciągły podskórny wlew insuliny przez ponad 6 miesięcy
- HbA1c < 10% (86 mmol/mol)
Kryteria wyłączenia:
- Nawracająca ciężka hipoglikemia i nieświadomość hipoglikemii
- Ciąża lub planowanie ciąży
- Karmienie piersią
- Zarejestrowany w innych badaniach klinicznych
- Mają aktywny nowotwór złośliwy lub są badane pod kątem nowotworu złośliwego
- Uczulony na laktozę
- Uczulony na glukagon
Plan studiów
Jak projektuje się badanie?
Szczegóły projektu
- Główny cel: Leczenie
- Przydział: Randomizowane
- Model interwencyjny: Zadanie krzyżowe
- Maskowanie: Brak (otwarta etykieta)
Broń i interwencje
Grupa uczestników / Arm |
Interwencja / Leczenie |
|---|---|
|
Eksperymentalny: Zamknięta pętla bihormonalna
Bihormonalna pompa z zamkniętą pętlą zostanie wykorzystana w badaniach podrzędnych związanych z ćwiczeniami i mieszanymi posiłkami
|
Wykorzystanie inspirowanej biologicznie sztucznej trzustki składającej się z bihormonalnej pompy o obiegu zamkniętym
|
|
Aktywny komparator: Standardowa pompa z otwartą pętlą
Standardowa pompa z otwartą pętlą zostanie użyta w badaniach podrzędnych dotyczących ćwiczeń i posiłków mieszanych
|
Używanie standardowej pompy z otwartą pętlą
|
|
Komparator placebo: Tylko insulina
Zamknięta pętla tylko insuliny
|
Korzystanie z zamkniętej pętli
|
Co mierzy badanie?
Podstawowe miary wyniku
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
Procent czasu w zakresie docelowym w ciągu 24 godzin
Ramy czasowe: 24 godziny
|
Głównym wynikiem badań będzie czas spędzony ze stężeniem glukozy w docelowym zakresie (3,9-10,0 mmol/l).
|
24 godziny
|
Współpracownicy i badacze
Sponsor
Śledczy
- Główny śledczy: Nick Oliver, MRCP, Imperial College London
Publikacje i pomocne linki
Publikacje ogólne
- 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.
Daty zapisu na studia
Główne daty studiów
Rozpoczęcie studiów (Rzeczywisty)
Zakończenie podstawowe (Rzeczywisty)
Ukończenie studiów (Rzeczywisty)
Daty rejestracji na studia
Pierwszy przesłany
Pierwszy przesłany, który spełnia kryteria kontroli jakości
Pierwszy wysłany (Oszacować)
Aktualizacje rekordów badań
Ostatnia wysłana aktualizacja (Rzeczywisty)
Ostatnia przesłana aktualizacja, która spełniała kryteria kontroli jakości
Ostatnia weryfikacja
Więcej informacji
Terminy związane z tym badaniem
Słowa kluczowe
Dodatkowe istotne warunki MeSH
Inne numery identyfikacyjne badania
- 14SM2107
Plan dla danych uczestnika indywidualnego (IPD)
Planujesz udostępniać dane poszczególnych uczestników (IPD)?
Informacje o lekach i urządzeniach, dokumenty badawcze
Bada produkt leczniczy regulowany przez amerykańską FDA
Bada produkt urządzenia regulowany przez amerykańską FDA
Te informacje zostały pobrane bezpośrednio ze strony internetowej clinicaltrials.gov bez żadnych zmian. Jeśli chcesz zmienić, usunąć lub zaktualizować dane swojego badania, skontaktuj się z register@clinicaltrials.gov. Gdy tylko zmiana zostanie wprowadzona na stronie clinicaltrials.gov, zostanie ona automatycznie zaktualizowana również na naszej stronie internetowej .