糖尿病患者への腹腔内インスリン注入：Scuola Superiore Sant'AnnaのBioRobotics研究所、ピサ大学の医療エリア部門、およびAzienda Ospedaliero-Universitaria Pisanaの共同研究のおかげで、埋め込み型ロボットシステムは糖尿病患者にインスリンを腹腔内に注入できるように開発されました（これらの特性を備えた世界初）

糖尿病患者への腹腔内インスリン注入：ジャーナルScience Roboticsに掲載されたこの研究は、世界中の何百万人もの人々に影響を与える疾患の治療における新しいシナリオを切り開きます。

このデバイスは、人体に移植して腸と接続してインスリンポンプとして機能する小さなシステムと、ポンプのリザーバーがなくなったときにデバイスを再充電できるインスリンを充填した摂取可能なピルで構成されています。

このデバイスは、皮下注射またはウェアラブル注入器の繰り返しに基づく現在の血糖コントロール戦略の代替手段です。

これにより、アクセスポート、カテーテル、針、注射器の使用がバイパスされます。

Scuola SuperioreSant'Annaの副学長であるAriannaMenciassiによって調整された研究者によって開発されたシステムは、局所療法と生理学的注入を可能にするだけでなく、1型糖尿病の人々、特にインスリンを数回服用しなければならない人々にとって非常に役立ちますXNUMX日にXNUMX回。

「私たちは、治療と低侵襲手術のためのロボット工学にしばらく取り組んできました」とAriannaMenciassi氏は説明します。

私たちは、胃腸モニタリング用のカプセルと、手術における遠隔操作用の磁気システムを開発しました。

博士課程の一環として、非常に重要な慢性疾患を治療するために、カプセルを人工内臓に供給することができるシャトルとして考えるというアイデアを思いつきました。

トスカーナ地域からの資金提供により、これらの有望な結果を達成することができました。

腹腔内インスリン注入：ロボットは腹部の腹腔外腔に外科的に埋め込まれ、腸と接続されます

インスリンを高精度に送り出すことができるポンプの特徴を持っています。

ポンプのリザーバーが「予備」になると、摂取可能なピルは、ピルからロボットのリザーバーに薬剤を結合して移送する特別なシステムを介してそれを補充するタスクを持ちます。

通常飲み込まれた錠剤は、腸管を通過して、腸のループ内の「ドッキング」領域に到達します。

磁気メカニズムが作動して、カプセルを捕捉し、インスリンを吸い込み、リザーバーを満たします。

この時点で、磁気メカニズムは非アクティブ化され、空のカプセルは通常の排出への経路を再開します。

グルコースセンサーと制御アルゴリズムを組み合わせることで、ポンプは適切な血糖調節に必要な時間と量でインスリンを放出し、最初の完全に移植可能な人工膵臓として機能します。

このデバイスは、PILLSID（腹腔内送達用のPILl-refiLled埋め込みシステム）と呼ばれ、現在、前臨床レベルで検証されています。

このシステムは、BioRobotics研究所のポスドクであり、研究の筆頭著者であるVeronica Iacovacci氏は、次のように説明しています。

前臨床レベルで得られた結果は非常に有望であり、技術的および臨床的観点の両方から非常に重要です。

このタイプのデバイスは、将来、最初の完全に移植可能な人工膵臓の開発を可能にする可能性があり、腹腔内臓器に影響を与える他の慢性および急性疾患の治療にも使用できる可能性があります。

腹腔内インスリン注入の臨床診療を達成するための次のステップは何ですか？

それらには、システムの注意深いエンジニアリング、インプラントの水密性と患者の組織とのインターフェースの改善、そして最後に慢性疾患の治療におけるロボットシステムの利点を評価するための長期前臨床検証が含まれます。」

このシステムは、ScuolaSant'AnnaのIstitutodiBioRoboticaの医療用ロボット工学とバイオエンジニアリングの専門知識のおかげで設計および開発されました。

前臨床プロトコル、ロボットの埋め込み、および血糖コントロールプロセスは、ピサ大学の医療エリア部門およびAzienda Ospedaliero-UniversitariaPisanaとの強力なコラボレーションの結果です。

新しいデバイスの前臨床検証を担当する、ピサ大学の研究者であり、Azienda Ospedaliero-UniversitariaPisanaの外科医であるEmanueleFedericoKauffmannとFabioVistoliは、次のように述べています。ピサの最も重要な学術および医療機関のXNUMXつは、真性糖尿病を治療するために実行される特定のテストを超えて多くの臨床分野で使用できる可能性のあるアプリケーション原理に基づいて、オリジナルのデバイスの実験的アプリケーションを迅速に実現することを可能にしました。

記録された結果は非常に有望であるため、開発と改良のさらなる段階を経て、ヒトでの完全な臨床応用の段階に同じくらい迅速に到達できると期待しています。」

ピサ大学の臨床実験医学部の教授であり、ミケーレ・アラゴナ博士との研究に参加したAOUPの代謝性疾患および糖尿病学のOUのディレクターであるステファノ・デル・プラトは次のようにコメントしています。医学の歴史における基本的な段階であり、糖尿病患者の治療におけるターニングポイントであるインスリンの発見からXNUMX年。

ただし、インスリン療法は複雑です。インスリンを複数回皮下注射し、血糖値の多数の測定値に基づいて慎重に投与量を調整する必要があります。

そのため、研究は当初から、糖尿病患者の生活を楽にし、糖尿病をより効果的に管理するための解決策を見つけようとしてきました。

人工膵臓のアイデアは50年前に開発され、一部のモデルは現在臨床使用に近づいています。

しかし、Scuola Superiore Sant'Anna、ピサ大学、Azienda Ospedalieraのコラボレーションは、まさにこの歴史的なXNUMX周年の機会に、インスリンで治療された多くの糖尿病患者により良い未来を提供するために、さらに広く、より有望な視野を開きます。 」。

研究の詳細

V. Iacovacci、I。Tamadon、EF Kauffmann、S。Pane、V。Simoni、L。Marziale、M。Aragona、L。Cobuccio、M。Chiarugi、P。Dario、S。DelPrato、L。Ricotti、F。 Vistoli、A。Menciassi、摂取可能なカプセルで補充された腹腔内薬物送達のための完全に移植可能なデバイス、Science Robotics 6、eabh3328（2021）;

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情報源：

サンタナ高校