Клиническая оценка замкнутой системы доставки инсулина

Фон:

Диабет 1 типа вызывается антителами, атакующими продуцирующие инсулин β-клетки поджелудочной железы. Лечение обычно заключается в регулярных инъекциях инсулина, о чем свидетельствуют результаты измерения уровня глюкозы в образцах крови из пальца. Однако инъекции не имитируют нормальное поведение β-клеток, что приводит к субоптимальному контролю уровня глюкозы в крови и осложнениям, включая почечную недостаточность, слепоту, повреждение нервов и болезни сердца. Агрессивное лечение может помочь, но может привести к потенциально опасному снижению уровня глюкозы в крови (гипогликемии). Контроль уровня глюкозы измеряется с помощью HbA1c (нормальный диапазон от 4 до 6%), мера количества гемоглобина, подвергающегося воздействию глюкозы в течение примерно 3 месяцев.

Современные схемы лечения диабета типа 1 в клинической практике в основном основаны на подкожных инъекциях инсулина несколько раз в день в дозах, определяемых прерывистыми измерениями уровня глюкозы в крови. DCCT (Исследование контроля диабета и осложнений) продемонстрировало, что интенсивное лечение с использованием этих принципов снижает количество осложнений на 50-76%. Это произошло за счет усиления гипогликемии, особенно при уровне HbA1c <7,5%. В других исследованиях интенсивное лечение приводило к тому, что люди проводили 30% дня с уровнями глюкозы > 10 мМ и > 2 часов в день в состоянии гипогликемии, часто ночью.

Система с замкнутым контуром позволяет улучшить уровень HbA1c, избегая при этом гипогликемии. Он требует непрерывного измерения уровня глюкозы, контрольного устройства и помпы для доставки инсулина. Тема была тщательно рассмотрена. Интеллектуальные устройства управления были разработаны другими с использованием принципов управления с обратной связью или прогнозирующего моделирования. Первоначально они были громоздкими, например. «биостатор», но более поздние системы были миниатюризированы и способны обеспечивать контроль уровня глюкозы в крови в состоянии натощак, когда им поступают интерстициальные уровни глюкозы. Они еще не доказали свою эффективность, могут быть связаны с гипогликемией и не способны ни обеспечить адекватный постпрандиальный контроль, ни справиться с интеркуррентным заболеванием вне больничной среды.

В этом протоколе клинических испытаний оценивается система доставки инсулина с замкнутым контуром Имперского колледжа. Система доставки инсулина с замкнутым контуром состоит из трех основных компонентов: датчика глюкозы, алгоритма управления и системы доставки инсулина.

Датчик глюкозы, который будет использоваться в ходе клинических валидационных исследований, представляет собой устройство с маркировкой CE, одобренное MHRA, изготовленное компанией Medtronic. Это подкожный датчик, который находится прямо под кожей и отбирает интерстициальную жидкость с помощью ферментного электрода. Небольшое напряжение подается на датчик, и ток подается обратно на измерительные приборы датчика. Этот ток пропорционален концентрации глюкозы в интерстициальной жидкости и откалиброван относительно уровня глюкозы в крови как минимум каждые 12 часов.

Алгоритм управления основан на физиологических экспериментах, проведенных другими группами, которые продемонстрировали, как бета-клетки поджелудочной железы производят инсулин у людей без диабета. Используя данные этих экспериментов, стало возможным реализовать поведение бета-клеток в программном обеспечении, и мы использовали симулятор с 200 виртуальными пациентами, чтобы продемонстрировать безопасность и эффективность программного обеспечения. Данные с симулятора прилагаются к этому приложению в виде приложения. Симулятор был разработан на основе данных человека и учитывает ошибки сенсора, размещение сенсора, путь введения инсулина и абсорбцию глюкозы во время еды. Он был одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в Соединенных Штатах в качестве шага на пути к разработке искусственной поджелудочной железы и был проверен на основе данных о людях. В устройстве для клинической валидации алгоритм управления реализован на печатной плате с помощью программируемого микроконтроллера.

В ходе клинической валидации использовалась инсулиновая помпа Roche Accu-Check Combo Spirit. Это устройство с маркировкой CE одобрено MHRA и будет поставляться компанией «Рош» с возможностью прямой связи с двигателем, чтобы мы могли убедиться, что помпа выполняет команды программного обеспечения, и с лицензией на использование протокола связи в исследовательских целях. Это обеспечивает безопасную связь между алгоритмом управления и насосом и обеспечивает отказоустойчивость, гарантируя, что двигатель насоса правильно реагирует на алгоритм управления.

Клиническая валидация устройства для введения инсулина с замкнутым контуром следует путем постепенного изменения алгоритма и оборудования, начиная с базального исследования натощак в консультативном режиме и заканчивая амбулаторными исследованиями с приемом пищи в полном замкнутом цикле.

Целью этого испытания является оценка безопасности и эффективности устройства с замкнутым контуром путем применения технологии к участникам с диабетом 1 типа в различных сценариях, начиная с теста натощак и заканчивая ночным контролем, контролем времени приема пищи и, наконец, контролем. амбулаторный тест.

Краткое описание каждого из 5 визитов в течение пробного периода:

• Визит 1: скрининг, включая клиническое обследование, анализы крови натощак, заполнение анкеты качества жизни при диабете, непрерывный мониторинг уровня глюкозы, прикрепленный к субъекту.
• Визит 2: просмотр результатов непрерывного мониторинга глюкозы через 5 дней.
• Визит 3: Замкнутый цикл кратковременного голодания (6 часов замкнутого цикла оценки)
• Посещение 4: Замкнутый цикл продолжительного голодания/ночного голодания и стандартный прием пищи (13 часов замкнутого цикла оценки)
• Посещение 5: Круглосуточная амбулатория с автоматическим замкнутым циклом

Во время посещений 3-5 забор крови на капиллярную глюкозу и кетоны, венозную глюкозу и уровень инсулина будет проводиться каждые 15-30 минут, пока работает замкнутая система доставки инсулина.