Table of Contents

Въведение: Интерекция на инсулиновата фармакокинетика и автоматизирана доставка

Затворена линия за доставка на инсулин системи, известни също като изкуствени панкреасни системи, представляват трансформиращ напредък в управлението на диабет тип 1. Тези системи интегрират непрекъснат глюкозен монитор, инсулинова помпа и контролен алгоритъм, който автоматизира доставката на инсулин в отговор на реалните данни за глюкоза. Основната цел е да се запази нивата на кръвната глюкоза в таргетен диапазон . Обикновено 70 .180 mg/ dL . В същото време намаляване на когнитивното натоварване на потребителя. Въпреки това, ефективността на всяка затворена система цикъл зависи силно от инсулина, използван. Фармакокинетичният профил на инсулина . Това е да се запази появата, пик, и продължителност . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Основи на затворената примка на инсулина Доставка

Системата за затворен цикъл функционира като непрекъсната обратна връзка. Продължителната глюкоза монитор измерва нивата на глюкозата на всеки един до пет минути. Тези данни се захранва в контролен алгоритъм, който изчислява подходящата доза инсулин и насочва помпата да го достави. Алгоритъмът може да бъде хостван на специален контролер, приложение на смартфон или директно върху самата помпа. В зависимост от степента на автоматизация, системите се класифицират като хибридна затворена линия, където потребителят все още ръчно прилага храна болуси или напълно затворена линия, която все още се появява и има за цел да се справи с всички инсулинови нужди, включително хранене, автоматично.

Към 2025 г. най-широко използваните системи FDA, одобрени от хибридна затворена линия, включват Medtronic MiniMed 780G с технология SmartGuard, Tandem t:slim X2 с контрол- IQ, и Insulet Omnipod 5. Всяка система използва различен подход за контрол гол-интегрална, моделен непредварителен контрол, или мъглявина логика . Но всички споделят едно и също основно изискване: инсулинът трябва да действа достатъчно бързо, за да коригира хипергликемията и да предотврати хипогликемия в реално време. Алгоритъмът не може да чака часове, за да влезе в сила инсулина; изисква предвидим и бърз фармакокинетичн отговор за поддържане на стабилността.

Класиране на инсулините и тяхната връзка с помпената терапия

Инсулиновите препарати се категоризират от началото, пика и продължителността на действие. Разбирането на тези категории е от съществено значение за избора на правилния инсулин за затворена система от цикъла.

  • Рафтодействащ инсулин аналози: [[FLT:] Те включват инсулин лиспро (Humalog), инсулин аспарт (NovoLog/ NovoRapid), инсулин глулизин (Apidra) и по- бързо действащ инсулин аспарт (Fiasp). Те включват инсулин лиспро (Humalog), инсулин аспарт (NovoLog/ NovoRapid), инсулин глулизин (Apidra) и по- бързо действащ инсулин (Fiasp).
  • Малък действащ обикновен инсулин: [[[FLT:]] Онсетът е приблизително 30 минути, пик на 2 . 4 часа и продължителност 5 . 8 часа. Редовният инсулин е използван в ранните инсулинови помпи, но до голяма степен е заменен от бързодействащи аналози, поради по- бавното му начало и по-малко предвидимо действие.
  • Интермедиатно действащ инсулин:[[FLT:]] Примерите включват NPH (Neutral Protamine Hagedorn) инсулин. Onset е 2 год., пик на 4 год.12 часа и продължителност 12 год.18 часа. NPH има значителна вариабилност в абсорбцията и не е подходящ за използване на помпата.
  • Дългодействащ инсулин:[[FLT:] Тази категория включва инсулин гларжин (Лантус, Тужо), инсулин детемир (Левемир) и инсулин деглудек (Тресиба). Тези инсулини имат начало 2 ... 4 часа, без изразен пик и продължителност 20 ... 42 часа. Те са проектирани за терапия веднъж дневно или два пъти дневно базално инжектиране и не са формулирани за доставка на помпа.
  • Концентрирани инсулини:[ Например инсулин лиспро U- 200, инсулин деглудек U- 200 и обикновен инсулин U- 500. Те съдържат по- високи концентрации инсулин на милилитър и са предназначени за подкожно инжектиране при инсулин- устойчиви пациенти. Те не са одобрени за употреба при стандартни инсулинови помпи, тъй като базалните стъпки на доставка на помпата са калибрирани за концентрация U- 100 и използването на концентриран инсулин увеличава риска от грешки в дозирането.

За затворени системи на цикъла изборът е по същество ограничен до бързо действащи инсулинови аналози. Алгоритъмът изисква прецизно, повтарящо се и бързо действие на инсулина, за да се отговори на колебанията в нивата на глюкозата, които се наблюдават през деня.

Защо бързо действащият инсулин е основата на затворения цикъл терапия

Алгоритъмът на затворения цикъл извършва непрекъснати корекции на базалния процент на доставка на инсулина го . Когато глюкозата се покачва, намалява или го спира, когато глюкозата пада. Системата може също така да достави автоматични корекции болуси. За тези корекции, за да бъде както безопасно, така и ефективно, инсулинът трябва да има много кратко забавяне между доставката и измерим ефект.

Клиничните проучвания и проучванията в реалния свят показват последователно, че хибридните системи за затворена верига, използващи бързодействащи инсулинови аналози, постигат значително по-високи времеви и по-ниски нива на хипогликемия в сравнение с терапията с отворен цикъл. Фармакокинетиката на съвременните бързо действащи аналоги позволява алгоритъмът да се изградят надеждни модели инсулин-на-борд, което е от решаващо значение за прогнозирането на тенденциите в глюкозата и избягването на свръх-доставящата терапия. Например, метроник 780G SmartGuard алгоритъм използва общия дневен инсулин на потребителя и кривата на действие на конкретния инсулин, за да се прецени колко инсулин остава активен по всяко време. Ако кривата на инсулиновото действие се промени, както би станало с различен вид инсулин, прогнозите на алгоритъма стават неточни, което води до суб- контрол.

Инсулиновите помпи държат резервоар, който се носи на тялото в продължение на няколко дни. Бързодействащите инсулини са формулирани, за да останат стабилни при температура близо до тялото в продължение на два до седем дни, дори когато потребителят отива за ежедневни дейности. За разлика от това, дългодействащите инсулини не са стабилни при тези условия; те могат да образуват видими агрегати, да променят характеристиките на абсорбцията си и да причинят алармени ефекти върху запушването. Физическата стабилност на инсулина в помпената среда е непреодолима необходимост от надеждна автоматична доставка.

Несъвместимостта на дългодействащите и междинните действащи инсулини

Дългодействащите инсулини са предназначени за терапия с инжекции веднъж или два пъти дневно. Те постигат продължителен, плосък ефект чрез специфични механизми на инжектиране на гларжин, свързващи се с албумина за детемир и деглудек. Тези свойства ги правят напълно неподходящи за затворени системи за затворена примка по няколко причини.

Бавно начало:[ Дори и да се доставя чрез помпа, дългодействащ инсулин няма да достигне ефективни нива в продължение на часове. Корекциите на алгоритъма няма да имат незабавен ефект и системата няма да отговори на бързи промени в глюкозата. Това забавяне може да доведе до продължителна хипергликемия и да увеличи риска от диабетна кетоацидоза.

Липса на пикове и удължаване на продължителността:[ Алгоритъмът разчита на способността да се доставят малки импулси на инсулин, които бързо се абсорбират и след това се изчистват от кръвообращението. Дългодействащите инсулини се натрупват, създавайки ядро ефект, който не може бързо да бъде изключен. Ако системата над-не се дължи или на грешка в алгоритъма или на потребителското погрешно-калибрация на удължената продължителност на действие значително увеличава риска от късно, тежка хипогликемия, включително по време на сън.

Физическа нестабилност в помпите: Инсулин гларжин, например, образува микропреципитати във формата на флакона. Когато се поставят в резервоар за помпа, тези преципити могат да запушват инфузионната система, причинявайки непредвидимо доставяне или пълно запушване. Инсулин деглудек и детемир също не са формулирани за използване на помпата и ще се разграждат с течение на времето при телесна температура, което води до намалена ефикасност и променена фармакокинетика.

Регулаторни и предпазни предупреждения: Никой производител на затворена система не препоръчва или подкрепя употребата на дългодействащи или интермедиерно действащи инсулини в помпите си. Използването на тези инсулини не е етикетирано празноти гаранцията на производителя и по-важното, поставя пациента в риск от сериозно увреждане. FDA е издал ясно ръководство, че само бързо действащи инсулинови аналози трябва да се използват в одобрени изкуствени панкреасни системи.

Експерименталните изследвания са изследвали използването на разреден дългодействащ инсулин в помпи за специфични клинични ситуации, но това остава извън стандартната практика и не е съвместимо с текущите автоматизирани алгоритми.Консенсусът между специалистите по диабетна технология е ясен: дългодействащите инсулини нямат място в затворените системи.

Текуща система за FDA-Апровирани системи и техните одобрени инсулини

Medtronic MiniMed 780G

Системата Medtronic MiniMed 780G е одобрена за употреба с инсулин лиспро (Humalog) и инсулин аспарт (NovoLog/NovoRapid). В някои региони, бързо действащ инсулин аспарт (Fiasp) също е одобрена за употреба със 780G, въпреки че етикетирането варира по страни. Medtronic изрично предупреждава да не се използва концентриран инсулин формалдехид готварски, включително U- 500, U- 200 или U- 300 год. Алгоритъмът SmartGuard на системата е специално настроен за фармакокинетичния профил на U- 100 бързодействащи аналоги.

Tandem t: slim X2 с контролно- IQ

Tandem препоръчва също така срещу използването на U- 200 или други концентрирани формули.

Insolet Omnipod 5

Системата Insulet Omnipod 5 е одобрена за инсулин лиспро и инсулин аспарт. Бързодействащият инсулин аспарт (Fiasp) може да се използва и въз основа на клинични данни и етикети в много страни. Алгоритъмът Omnipod 5 е предназначен за бързо действащи инсулини, а SmartBolus Calculator на системата разчита на кривата на действие на тези инсулини. Концентрираните инсулини не се препоръчват, тъй като основната доставка на помпата не се препоръчва, като обикновено не се използват единици на час, за да се осигури безопасно автоматично титриране с U- 200 или U- 500 форми.

И трите системи изискват U- 100 бързо действащ инсулин. Алгоритмите приемат специфична крива на действие на инсулина и използвайки различна формула променя тази крива, унизително контрол и нарастващ риск.

Предизвикателствата и рисковете от употребата на инсулин в затворените системи

Редовен инсулин в помпи

Някои потребители с инсулинова резистентност или тези с ограничен достъп до бързо действащи аналози могат да обмислят използването на обикновен инсулин (U- 100 R) в затворената система от линии. Докато обикновеният инсулин има по- кратко действие от дългодействащите инсулини, неговото начало е по- бавно . . . 30 минути . и пикът му е по-слабо изразен. Алгоритъми, предназначени за бързодействащи аналози, ще интерпретират забавения ефект като инсулинова резистентност и може да ескалира дозата, което води до каскада от свръхдоставка и късна хипогликемия. Консервативът между експертите е, че обикновеният инсулин не трябва да се използва в съвременните хибридни затворени системи.

Концентрирани инсулини (U- 500, U- 200)

Концентрирани инсулини са предназначени за пациенти с тежка инсулинова резистентност, които се нуждаят от високи дози. Използването на U- 500 инсулин в помпа, предназначена за U- 100 създава сериозен риск от дозиране: ако потребителят или алгоритъмът програмира доза, базирана на U- 100 единици, действителната доставена доза ще бъде пет пъти по- висока. Това може да доведе до дълбока, животозастрашаваща хипогликемия. Дори ако потребителят правилно отчита концентрацията, базалните стъпки на помпата може да не са достатъчно фини, за да позволят безопасно автоматизирано титриране.

Вдишан инсулин

Вдишаният инсулин (Афреза) е бързо действащ инсулин, доставян чрез вдишване в белите дробове. Той има ултра- бързо начало от 12 год. и кратка продължителност от около 2 год. Въпреки това, той не може да се използва в помпа, тъй като не е подкожна форма. Няма затворени системи, които включват инхалаторен инсулин, и текущите алгоритми са предназначени за подкожна доставка. Вдишаният инсулин няма роля в автоматичната доставка на помпата към този момент.

Инсулинова стабилност и съхранение на потребителите на помпа

Инсулинът в резервоар за помпа се излага на телесна температура почти около 37°C на повърхността на кожата и непрекъснато движение. Топлината и възбудата могат да разрушат инсулина с течение на времето, като намалят потта му и променят фармакокинетичния му профил. Бързо действащи аналози като инсулин лиспро и инсулин аспарт са стабилни до седем дни в резервоар за помпа при телесна температура, въпреки че самата инфузия трябва да се променя на всеки 2 год., за да се намали рискът от инфекция или запушване.

По-бързо действащ инсулин аспарт (Fiasp) има малко по-кратък прозорец за стабилност; производителят препоръчва заместване на резервоара на всеки шест дни. Потребителите трябва стриктно да следват тези насоки. Използването на инсулин извън препоръчаното му прозорец за стабилност може да доведе до постепенно загуба на гликемичен контрол и повишен риск от хипергликемия. Признаците на деградиран инсулин включват неочаквани повишения на глюкозата, повишена честота на алармите за запушване, или видима облачност или частици в резервоара.

Дългодействащите инсулини се разграждат по-бързо при телесна температура и могат да образуват видими агрегати в рамките на 24 . 48 часа в резервоар на помпата. Това разграждане променя характеристиките на абсорбцията и прави действието на инсулина непредвидимо.

Бъдещи посоки: Ultra-Rapid Инсулини и системи за следващо поколение

Фармацевтичните компании продължават да развиват ултра-бърз инсулини с още по-бързо начало и по- кратка продължителност на действие. По-бързо действащият инсулин аспарт (Fiasp) вече е одобрен и използван в много затворени системи. Други кандидати включват BioChaperone Lispro и инхалаторни инсулинови форми, които са предназначени за съвместимост с автоматизирани системи за доставка. Ultra- rapid инсулините могат да позволят алгоритъм за затворен цикъл да постигне по-добър контрол след хранене чрез намаляване на забавянето между решението на алгоритъма и ефекта на инсулина. Това може да намали времето за хипергликемиемия след хранене и потенциално да намали риска от хипогликемия, тъй като алгоритъмът може да коригира по-бързо.

Друга активна област на изследванията е двойна-хормонна затворена система от затворена верига, която доставя инсулин и глюкагон. В тези системи, втора помпа доставя глюкагон гона хормон, който повишава кръвната захар год. За да противодейства на тежката хипогликемия. Докато тези системи все още изискват бързо действащ инсулин като основен хормон, добавянето на глюкагон осигурява буфер за безопасност, който може да отпусне инсулиновите действия малко. Клиничните проучвания на двойна-хормона системи са показали обещаващи резултати, но тези системи все още не са широко достъпни извън настройките на изследванията.

В по-дългосрочен план, ние може да видите инсулини специално формулирани за изпомпване, с персонализирани скорости на абсорбция и подобрена топлинна стабилност. Изследователите също проучват използването на интелигентни молекули инсулин, които променят дейността си въз основа на концентрацията на глюкоза. Въпреки това, за предсказуемо бъдеще, U- 100 бързо действащи инсулинови аналози остават стандарт за грижа за всички одобрени затворени системи.

Практически препоръки за потребители и клиники

  1. Добавете към одобрените инсулини: [ Използвайте само бързодействащи инсулинови аналози, одобрени от Вашия производител на помпата готварски (Humalog), аспарт (NovoLog), или глулизин (Apidra). Бързодействащ инсулин аспарт (Fiasp) е одобрен за употреба в Tandem и Omnipod системи за етикетиране. Винаги проверявайте съвместимостта с конкретното си устройство.
  2. Изменете резервоарите и инфузионните комплекти по график:[ Сменяйте инфузионните комплекти на всеки 2 . 3. дни, за да намалите абсорбцията и риска от инфекция. Замяна на резервоарите според насоките за стабилност на производителя на инсулин . на всеки 6 . 7 дни за стандартни бързо действащи инсулини, и на всеки 6 дни за Fiasp.
  3. Не смесвайте инсулини: Никога не смесвайте дългодействащ, интермедиерно действащ инсулин или концентриран инсулин с бързо действащ инсулин в същия резервоар. Алгоритъмът поема фиксиран фармакокинетичен профил; смесването води до непредвидимо действие и загуба на гликемичен контрол.
  4. Монитор за въпроси на мястото: Редовно инспектирайте инфузионните места за признаци на липохипертрофия гола, мастни бучки, причинени от повтарящи се инжекции на същото място, което може да повлияе на абсорбцията на инсулин. Завъртане места последователно, и използвайте нови сайтове, ако забележите неочаквани модели на глюкозата.
  5. Консултирайте се с вашия екип по здравеопазване: Всяка промяна в типа инсулин или концентрацията трябва да се обсъди с вашия ендокринолог или сертифициран диабетен педагог. Застраховките могат също да ограничат покритието до специфични инсулини, които са съвместими с марката на помпата.
  6. Избягвайте употребата с неодобрени инсулини в затворена система от затворен цикъл, анулира гаранцията на производителя и носи сериозни рискове, включително тежка хипогликемия, хипергликемия, диабетна кетоацидоза и запушване на инфузионния набор.

Заключение

Системите за доставка на инсулин в затворена линия са подобрили основно управлението на диабет тип 1, като автоматизираме доставката на инсулин въз основа на данни за глюкоза в реално време. Инсулинът, използван в тези системи, не е малък детайл, това е критичният елемент, който определя дали алгоритъмът може да работи безопасно и ефективно. Бързодействащите инсулинови аналози . Lispro, аспарт, глулизин и по-бързо действащи . Единствените инсулини, одобрени за използване в настоящите хибридни затворени системи. Техните фармакокинетични профили съответстват на динамичните изисквания на контролния алгоритъм, което позволява точни и навременни корекции. Дългодействащи, интермедиерно действащи и концентрирани инсулини са несъвместими и могат да причинят сериозни, потенциално животозастрашаващи щети, ако се използват в затворена система.

Тъй като технологията се развива, ултра-бързите инсулини могат да разширят обхвата на съвместимите опции и системите с двойна хормона могат да предложат допълнителни граници на безопасност. Засега стриктното спазване на препоръките на производителя, използвайки само одобрени U-100 бързодействащи инсулини и следвайки подходящите резервоари и инфузионни системи за промяна на броя на промените , винаги се консултирайте със медицински специалист, преди да направите каквито и да е промени в Вашия инсулинов режим или настройки на помпата. За по-нататъшно четене вижте [Прегледът на FDA на системите за изкуствен панкреас , [ сравнително изследване на типове инсулин в затворените системи и фармакокинетични съображения за инсулинова помпа ].