Avaliação clínica de um sistema de circuito fechado com glucagon, exercícios e refeições mistas
O grupo de tecnologia de diabetes do Imperial College desenvolveu um sistema de pâncreas artificial bio-inspirado (BiAP) que usa um algoritmo de controle baseado em um modelo matemático de fisiologia de células beta. O algoritmo é implementado em um microchip de silício em miniatura dentro de um dispositivo portátil, que faz a interface dos componentes do pâncreas artificial.
O desenvolvimento de dispositivos de administração de insulina em circuito fechado para intensificar o controle sem hipoglicemia foi amplamente revisado e mostrou resultados encorajadores. No entanto, eles ainda não se mostraram robustos quando desafiados pela incerteza e pelos desafios externos (como conteúdo misto de refeições, exercício físico, estresse fisiológico e doenças intercorrentes) aos quais pessoas com Diabetes Mellitus tipo 1 (T1DM) podem ser expostas fora do ambiente de trabalho. ambiente clínico.
O principal objetivo da pesquisa é avaliar a segurança e a eficácia de um sistema de circuito fechado para DM1 em comparação com a terapia padrão com bomba de insulina (circuito aberto). O resultado primário dos estudos será a % de tempo gasto com uma concentração de glicose na faixa alvo (3,9-10,0mmol/l). Este resultado incorpora segurança, pois garante que os indivíduos não tenham excursões de glicose baixa ou alta e é a principal medida de eficácia para sistemas de administração de insulina de circuito fechado na literatura científica. Outros resultados medidos serão a % de tempo gasto em euglicemia (3,9-7,8mmol/l), % de tempo gasto em hipoglicemia (<3,9mmol/l), % de tempo gasto em hiperglicemia (>10mmol/l), sangue venoso médio e glicose sensora, variabilidade glicêmica medida por métricas padrão (desvio padrão, sobreposição contínua de ação glicêmica líquida, labilidade Índice, Índice J, Equação de Diabetes de Avaliação de Risco Glicêmico, Média das Diferenças Diárias, Amplitude Média da Excursão de Glicose, Intervalo de Risco Médio Diário, M-VALUE, Glicose Média Média), risco glicêmico medido pelo Índice de Glicose Baixa no Sangue (LBGI) e Índice de glicose alta no sangue (HBGI), análise de grade de erro em malha fechada, área de glicose sob a curva. Todas as medidas foram previamente publicadas e validadas.
Este protocolo de ensaio clínico avalia o sistema de pâncreas artificial em três subestudos separados:
- Em uma configuração bi-hormonal (insulina e glucagon)
- Durante e após o exercício com circuito fechado bi-hormonal e circuito aberto de insulina padrão
- Durante e após as refeições de composição mista com circuito fechado bi-hormonal e circuito aberto de insulina padrão
Visão geral do estudo
Status
Condições
Descrição detalhada
Metodologia Estudo randomizado controlado cross-over aberto
Subestudo 1 (n=10)
No subestudo 1, que inclui o primeiro estudo de pâncreas artificial bioinspirado usando controle bi-hormonal (insulina e glucagon), um estudo de ciclo fechado bi-hormonal de 6 horas em jejum será conduzido para avaliar a prova de conceito e segurança antes do Estudo cruzado randomizado controlado de 25 horas
Cada sujeito será então randomizado para comparecer primeiro a uma visita de circuito fechado ou a uma visita de circuito aberto. Assim que qualquer uma das visitas for concluída, cada sujeito fará o cruzamento e participará da visita restante.
Subestudo 2 (n=20) O objetivo do subestudo 2 é desafiar a bomba bi-hormonal durante um exercício moderado. Os indivíduos serão inicialmente randomizados para o circuito aberto bi-hormonal ou padrão e, em seguida, cruzados. Cada estudo terá a duração de 25 horas
• Protocolo de exercício: os indivíduos serão conectados ao analisador de gás e ao monitor de frequência cardíaca/ECG de acordo com as instruções do fabricante COSMED.
O consumo de oxigênio (VO2)/produção de dióxido de carbono (VCO2) e frequência cardíaca/traçado de ECG serão exibidos continuamente em tempo real enquanto o sujeito estiver se exercitando.
Aquecimento: 3 minutos pedalando em baixa resistência (20-30 watts) mantendo uma velocidade de 60-80 rotações por minuto seu VO2 entre 10-20% acima do 1º limiar anaeróbico ventilatório. Se o VO2 cair abaixo ou acima desse nível, a resistência será aumentada ou diminuída de acordo. O VO2 alvo e a resistência inicial (watts) serão definidos individualmente com base no resultado do teste de exercício de linha de base.
O tempo estimado necessário para completar o teste de esforço é de 35 a 40 minutos.
Os alarmes de monitoramento contínuo de glicose em tempo real serão definidos em 4mmol/L e 15mmol/L e serão audíveis pelo sujeito e pela equipe de pesquisa.
A solução de glucagon será substituída por uma solução de glucagon recém-reconstituída a cada 8 horas durante o estudo de circuito fechado Se as concentrações de glicose no sangue venoso caírem abaixo de 3,5mmol/L ou se o indivíduo apresentar sintomas de hipoglicemia, a hipoglicemia será confirmada por um exame de sangue venoso adicional amostra de glicose plasmática e será tratada de acordo com as Diretrizes do Serviço Nacional de Saúde do Imperial College Hospitals.
Após 25 horas de circuito fechado, às 12:00 do dia seguinte, a própria bomba de insulina do sujeito será preparada, reconectada e iniciada de acordo com o regime usual de insulina do sujeito. Uma vez em execução, o sistema de circuito fechado será desconectado. O indivíduo pode então comer e beber livremente e pode receber alta após 2 horas ou quando as concentrações de glicose estiverem estáveis.
O mesmo protocolo será usado quando os indivíduos passarem para o estudo de loop aberto padrão de 25 horas para a visita restante.
Subestudo 3: Controle de circuito fechado bi-hormonal durante e após refeições mistas (n=20) Um jantar com alto teor de gordura/carboidratos (45g de gordura, 80g de CHO) será oferecido às 19h, um alto índice glicêmico café da manhã (40g CHO) às 07:00 e um almoço rico em proteínas/baixo carboidrato (30g de proteína, 10g CHO) às 12:00.
Os sujeitos estarão livres para se movimentar suavemente em torno da unidade de pesquisa clínica, não será permitido fumar. Os indivíduos podem beber água ilimitada durante a visita.
Os alarmes de monitoramento contínuo de glicose em tempo real serão definidos em 4mmol/L e 15mmol/L e serão audíveis pelo sujeito e pela equipe de pesquisa.
A solução de glucagon será substituída por uma solução de glucagon recém-reconstituída a cada 8 horas durante os estudos de circuito fechado.
Se as concentrações de glicose no sangue venoso caírem abaixo de 3,5mmol/L ou se o indivíduo apresentar sintomas de hipoglicemia, a hipoglicemia será confirmada por uma amostra adicional de glicose no plasma do sangue venoso e será tratada de acordo com as Diretrizes do Serviço Nacional de Saúde do Imperial College Hospitals.
Após 25 horas de circuito fechado, às 18:00 do dia seguinte, a própria bomba de insulina do sujeito será preparada, reconectada e iniciada de acordo com o regime usual de insulina do sujeito. Uma vez executado, o sistema de malha fechada será desconectado. O indivíduo pode então comer e beber livremente e pode receber alta após 2 horas ou quando as concentrações de glicose estiverem estáveis.
O mesmo protocolo será aplicado após o cruzamento, mas com uma bomba de insulina de circuito aberto padrão para a consulta restante.
Tipo de estudo
Inscrição (Real)
Estágio
- Não aplicável
Contactos e Locais
Locais de estudo
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London, Reino Unido
- Imperial College
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Critérios de participação
Critérios de elegibilidade
Idades elegíveis para estudo
Aceita Voluntários Saudáveis
Gêneros Elegíveis para o Estudo
Descrição
Critério de inclusão:
- Adultos maiores de 18 anos
- Diabetes tipo 1 confirmado com base em características clínicas e peptídeo c em jejum <200 pmol/L
- Diabetes tipo 1 por mais de 1 ano
- Infusão subcutânea contínua de insulina por mais de 6 meses
- HbA1c < 10% (86mmol/mol)
Critério de exclusão:
- Hipoglicemia grave recorrente e desconhecimento da hipoglicemia
- Grávida ou planejando gravidez
- Amamentação
- Inscrito em outros ensaios clínicos
- Tem malignidade ativa ou sob investigação para malignidade
- alérgico a lactose
- Alérgico a glucagon
Plano de estudo
Como o estudo é projetado?
Detalhes do projeto
- Finalidade Principal: Tratamento
- Alocação: Randomizado
- Modelo Intervencional: Atribuição cruzada
- Mascaramento: Nenhum (rótulo aberto)
Armas e Intervenções
Grupo de Participantes / Braço |
Intervenção / Tratamento |
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Experimental: Circuito fechado bihormonal
A bomba bi-hormonal de circuito fechado será usada nos subestudos de exercício e refeição mista
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Usando um pâncreas artificial bio-inspirado que consiste em uma bomba bi-hormonal de circuito fechado
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Comparador Ativo: Bomba de circuito aberto padrão
A bomba de circuito aberto padrão será usada nos subestudos de exercícios e refeições mistas
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Usando uma bomba de circuito aberto padrão
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Comparador de Placebo: Somente insulina
Circuito fechado somente de insulina
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Usando um circuito fechado
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O que o estudo está medindo?
Medidas de resultados primários
Medida de resultado |
Descrição da medida |
Prazo |
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Porcentagem de tempo na faixa-alvo em 24 horas
Prazo: 24 horas
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O resultado primário dos estudos será o tempo gasto com uma concentração de glicose na faixa alvo (3,9-10,0mmol/l).
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24 horas
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Colaboradores e Investigadores
Patrocinador
Investigadores
- Investigador principal: Nick Oliver, MRCP, Imperial College London
Publicações e links úteis
Publicações Gerais
- 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.
Datas de registro do estudo
Datas Principais do Estudo
Início do estudo (Real)
Conclusão Primária (Real)
Conclusão do estudo (Real)
Datas de inscrição no estudo
Enviado pela primeira vez
Enviado pela primeira vez que atendeu aos critérios de CQ
Primeira postagem (Estimativa)
Atualizações de registro de estudo
Última Atualização Postada (Real)
Última atualização enviada que atendeu aos critérios de controle de qualidade
Última verificação
Mais Informações
Termos relacionados a este estudo
Palavras-chave
Termos MeSH relevantes adicionais
Outros números de identificação do estudo
- 14SM2107
Plano para dados de participantes individuais (IPD)
Planeja compartilhar dados de participantes individuais (IPD)?
Informações sobre medicamentos e dispositivos, documentos de estudo
Estuda um medicamento regulamentado pela FDA dos EUA
Estuda um produto de dispositivo regulamentado pela FDA dos EUA
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