Table of Contents

Εισαγωγή: Η υπόσχεση και το τίμημα ενός τεχνητού πάγκρεας

Για εκατομμύρια άτομα που ζουν με διαβήτη τύπου 1, οι καθημερινές απαιτήσεις παρακολούθησης της γλυκόζης αίματος, καταμέτρησης υδατανθράκων και χορήγηση ινσουλίνης μπορεί να είναι αδυσώπητες. Ένα τεχνητό πάγκρεας ⁇ γνωστό κλινικά ως σύστημα χορήγησης ινσουλίνης κλειστού τύπου ⁇ αυτόματων πολλών από αυτό το βάρος. Με ασύρματα σύνδεση ενός συνεχούς ελέγχου της γλυκόζης (CGM), μιας αντλίας ινσουλίνης και ενός εξελιγμένου αλγορίθμου ελέγχου, η συσκευή αναπαράγει τη λειτουργία ρύθμισης της γλυκόζης ενός υγιούς παγκρέατος. Κατά την τελευταία δεκαετία, αυτή η τεχνολογία έχει ωριμάσει από μια φουτουριστική έννοια σε κλινικά εργαλεία πραγματικού κόσμου. Αρκετά υβριδικά συστήματα κλειστού loop εγκρίνονται πλέον από ρυθμιστές όπως η Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) και ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Φαρμάκων (EMA). Ωστόσο, η επίτευξη ενός πλήρως αυτόνομου, προσβάσιμου και προσιτόυ συστήματος εξακολουθεί να εξαρτάται από τη συνεχή, καλά κατευθυνόμενη χρηματοδότηση. Κατανόηση των πηγών, τάσεων και μελλοντικών κατευθύνσεων αυτής της χρηματοδότησης είναι απαραίτητη για τους ασθενείς, τους επενδυτές και τους πολιτικούς και τους πολιτικούς φορείς πολιτικής για την επιτάχυνση της προόδου και την επίτευξη του χάσματος.

Τρέχουσες Τάσεις Χρηματοδότησης: Μια Δεκαετία της Ανθεκτικής Ανάπτυξης

Σύμφωνα με το Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH), οι ετήσιες επιχορηγήσεις ειδικά για την παράδοση ινσουλίνης κλειστού τύπου ξεπέρασαν τα 50 εκατομμύρια δολάρια το 2022 ⁇ μια τριπλή αύξηση σε σύγκριση με τα επίπεδα του 2012. Αυτή η αύξηση αντικατοπτρίζει τόσο την τεχνολογική ωρίμανση όσο και μια αυξανόμενη βάση στοιχείων που δείχνει ότι αυτά τα συστήματα βελτιώνουν τα επίπεδα γλυκοζυλιωμένης αιμοσφαιρίνης (HbA1c) ενώ μειώνουν τον κίνδυνο υπογλυκαιμίας. Όταν συγκεντρώνονται οι συνεισφορές από όλα τα δημόσια, φιλανθρωπικά και ιδιωτικές πηγές, η παγκόσμια χρηματοδότηση για την ανάπτυξη του τεχνητού παγκρέατος έφτασε σε μια εκτίμηση $250 ⁇ 300 εκατομμύρια το 2023.

Οι φιλανθρωπικοί οργανισμοί έχουν παίξει έναν τεράστιο ρόλο. Το Ίδρυμα Ερευνών για τον Ζυβένιο Διαβήτη (Juvenile Diabetes Research Foundation, JDRF) έχει χρηματοδοτήσει έργα τεχνητού παγκρέατος για σχεδόν δύο δεκαετίες, υποστηρίζοντας τα πάντα από τον πρώιμο σχεδιασμό αλγορίθμων έως τις βασικές κλινικές δοκιμές που καθάρισαν το μονοπάτι για ρυθμιστική έγκριση. Οι συνεργασίες του JDRF με το NIH έχουν δημιουργήσει ένα πολλαπλασιαστικό αποτέλεσμα, προσελκύοντας επιχειρηματικά κεφάλαια και στρατηγικές συνεργασίες από κατασκευαστές συσκευών. Παρομοίως, το Helmsley Charitable Trust έχει δεσμεύσει εκατοντάδες εκατομμύρια στην τεχνολογία του διαβήτη, εστιάζοντας συχνά σε υποδοχείς πληθυσμούς και συστήματα διπλής ορμονίας.

Η Κίνα[[LFT:1]], [[LFT:2]]]Η Ιαπωνία[] και Η Νότια Κορέα[[LFT:5]]] χρηματοδοτούν οικιακά συστήματα κλειστού κυκλώματος που έχουν σχεδιαστεί για τοπικούς πληθυσμούς και κατασκευάζονται με χαμηλότερο κόστος.Το πρόγραμμα Horizon Europe[LFT:7], εν τω μεταξύ, έχει τραπεζικές πολυεθνικές κοινοπραξίες όπως η [[LFT:8]] Κλειστή Loop από το Onset (CLO)[[LT:9] και το KidsAP], με έμφαση στην πραγματική επικύρωση, την ασφάλεια και τους παιδιατρικούς πληθυσμούς.

Πηγές χρηματοδότησης: ένα πολυτομεακό οικοσύστημα

Κυβερνητικοί οργανισμοί

Το Εθνικό Ινστιτούτο Διαβήτη και Πειθαρχικών και Νεφρικών Νοσημάτων (NIDDK) παραμένει ο μεγαλύτερος δημόσιος χρηματοδότης. Απονέμει επιχορηγήσεις πολλών εκατομμυρίων δολαρίων για την καινοτομία των αλγορίθμων, μελέτες ακρίβειας αισθητήρων και κλινικές δοκιμές μεγάλης κλίμακας. Το πρόγραμμα της NIH Έρευνα για την Επιχειρηματική Καινοτομία (SBIR) ήταν ιδιαίτερα αποτελεσματικό στη μετακίνηση πρωτοτύπων από ακαδημαϊκά εργαστήρια σε μελέτες πρώιμης σκοπιμότητας. Στην Ευρωπαϊκή Ένωση, το ερευνητικό πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Επιτροπής έχει διαθέσει δεκάδες εκατομμύρια ευρώ σε έργα όπως A@home και Kids, τα οποία επικεντρώνονται σε κέντρα χρηστών και συστήματα ασφάλειας σε καθημερινό περιβάλλον.

Μη κερδοσκοπικά ιδρύματα

Το Ίδρυμα Ερευνών για τον Διαβήτη [[LV]]] έχει επενδύσει περισσότερα από [[[LFT:]] 500 εκατομμύρια δολάρια[[LFT:3]] σε τεχνητή έρευνα στο πάγκρεας από το 2004. Αυτά τα κεφάλαια έχουν υπογραφεί σε κρίσιμες υποδομές, όπως μητρώα ασθενών και advocacy για τον εξορθολογισμό των ρυθμιστικών αξιολογήσεων. Η συνεργασία του JDRF με το [[LFT:4]]]Helmsley Charitable Trust[[[LFT:5]]] έχει επιταχύνει τις δοκιμές σε υποεκπροσωπούμενες ομάδες, συμπεριλαμβανομένων πολύ μικρών παιδιών και εγκύων γυναικών.

Βιομηχανία και Επιχειρηματικό Κεφάλαιο

Οι κατασκευαστές ιατρικών συσκευών είναι οι μεγαλύτεροι χρηματοδότες της ανάπτυξης και της εμπορευματοποίησης των όψιμων σταδίων. Medtronic, Tandem Diabet Care και Το Insulet] επένδυσαν συλλογικά δισεκατομμύρια στην κατασκευή, τη διύλιση και την εμπορία υβριδικών αντλιών κλειστού τύπου. Οι εσωτερικοί προϋπολογισμοί τους για την έρευνα και την ανάπτυξη έχουν οδηγήσει σε αναβαθμίσεις στην απόδοση των αλγορίθμων, στην ολοκλήρωση των αισθητήρων και στις διεπαφές των χρηστών. Το ενδιαφέρον για το κεφάλαιο της επιχείρησης έχει αυξηθεί: γνωστοποιημένες επενδύσεις σε τεχνολογία διαβήτη 1,5 δισεκατομμύρια δολάρια i[T] μόνο.

Συνεργασίες δημόσιου-ιδιωτικού τομέα

Οι τεχνητές συμπράξεις που συνδυάζουν κυβερνητικούς, μη κερδοσκοπικούς και βιομηχανικούς πόρους έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα αποτελεσματικές. Η Artificial Pancreas Consortium[], με επικεφαλής το [Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια] και χρηματοδοτούμενη από το NIH και το JDRF, συνέδεσαν ακαδημαϊκούς ερευνητές, εταιρείες συσκευών και εμπειρογνώμονες ρυθμιστικών αρχών για τον σχεδιασμό και την εκτέλεση των βασικών δοκιμών που οδήγησαν στο πρώτο εγκεκριμένο σύστημα FDA. Αυτές οι συνεργασίες μοιράζονται δεδομένα, διαδίδουν τον κίνδυνο και επιτρέπουν την ταχεία πρόσληψη, καθιστώντας τους ένα μοντέλο για άλλους τομείς έρευνας χρόνιων ασθενειών. Πιο πρόσφατα, η Diabetes Technology Society] έχει ξεκινήσει πρωτοβουλίες που συγκεντρώνουν στοιχεία από πολλαπλά συστήματα υγείας για την υποστήριξη των ρυθμιστικών υποβολών και των πληρωτών διαπραγματεύσεων.

Προκλήσεις και ευκαιρίες στην έρευνα του Τεχνητού Παγκρέατος

Τεχνικά εμπόδια

Παρά τις εντυπωσιακές προόδους, παραμένουν βασικά τεχνικά εμπόδια. Ακριβής ακρίβεια και στιβαρότητα των αισθήσεων[[LFT:1]]] είναι τα πιο επίμονα σημεία συμφόρησης. Τα σύγχρονα CGM εκτελούν πολύ καλύτερα από ό, τι οι προηγούμενες γενιές, αλλά εξακολουθούν να υφίστανται παρασυρόμενα, τεχνουργήματα συμπίεσης κατά τον ύπνο, και φυσιολογική υστέρηση ⁇ κάθε από τα οποία μπορεί να οδηγήσει σε λανθασμένη δοσολογία ινσουλίνης.Οι ομάδες έρευνας εκπαιδεύουν μοντέλα εκμάθησης μηχανών για να προβλέψουν και να διορθώσουν σφάλματα αισθητήρων σε πραγματικό χρόνο, αλλά απαιτείται αυστηρή επικύρωση σε διαφορετικές συνθήκες. Τα συστήματα διπλής ορμονής που προσθέτουν τη χορήγηση γλυκαγόνης για την πρόληψη της υπογλυκαιμίας, ωστόσο η χημική αστάθεια της γλυκαγόνης και η ανάγκη για δεύτερη έγχυση εισάγουν νέες μηχανικές και ρυθμιστικές προκλήσεις.Η ζωή της μπαταρίας, η ανίχνευση της αντλίας, η ασύρματη συνδεσιμότητα απαιτούν περαιτέρω βελτίωση πριν οι ασθενείς να αντιμετωπίσουν το σύστημα ως αυτόνομο.

Ρυθμιστικά και ανταποδοτικά εμπόδια

Η FDA έχει εξορθολογίσει τις αξιολογήσεις με τη θέσπιση του Breakthrough Device] και ενός [] αντιδραστικού τρόπου έγκρισης [ που επιτρέπει στους κατασκευαστές να επικαιροποιούν αλγορίθμους χωρίς να επαναπροσδίδουν πλήρη εφαρμογή πριν από την αγορά. Ωστόσο, η διεθνής εναρμόνιση εξακολουθεί να είναι αδύναμη: ένα σύστημα εγκεκριμένο στις Ηνωμένες Πολιτείες συχνά πρέπει να υποβληθεί σε ξεχωριστές κλινικές δοκιμές στην Ευρώπη ή την Ασία. [Η επιστροφή [[] παρουσιάζει ένα άλλο κρίσιμο εμπόδιο. Πολλοί δημόσιοι και ιδιωτικοί ασφαλιστές εξακολουθούν να επιβάλλουν περιοριστικά κριτήρια ή απαιτούν υψηλό επιμερισμό του κόστους των ασθενών. Η υπεράσπιση από το JDRF, την Αμερικανική Ένωση Διαβήτη και τις κοινότητες ασθενών έχει βελτιωμένη κάλυψη για ορισμένα συστήματα, αλλά οι διαφορές εξακολουθούν να υφίστανται ⁇ ιδιαίτερα για άτομα χωρίς εργοδοτικές εισφορές ή ασφαλίσεις ή όσους ζουν σε χώρες χαμηλότερο εισόδημα.

Ευκαιρίες: Τεχνητή νοημοσύνη και πραγματικά-κόσμο στοιχεία

Η έκρηξη των δεδομένων από φθαρτά, trackers φυσικής κατάστασης και ψηφιακές εφαρμογές υγείας δημιουργεί νέες ευκαιρίες για την ενίσχυση της απόδοσης του τεχνητού παγκρέατος. Οι αλγόριθμοι εκμάθησης μηχανών μπορούν να μάθουν τα πρότυπα απόκρισης της γλυκόζης ενός ατόμου στα γεύματα, την άσκηση, το άγχος και τον ύπνο· μπορούν στη συνέχεια να προσαρμόσουν προορατικά την παράδοση ινσουλίνης. εταιρείες όπως Gloo[] και Tidepool[]] συγκεντρωτικά απο-ταυτοποιημένα δεδομένα από χιλιάδες CGM και να αντλούν χρήστες για να εκπαιδεύσουν μοντέλα που βελτιώνουν τους πληθυσμούς. Κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID-19, η απομακρυσμένη παρακολούθηση και η τηλεϊατρική έδωσαν τη δυνατότητα σε κλινικούς να κάνουν ρυθμίσεις για την παροχή λεπτού-τιμής αντλίας χωρίς να απαιτούν επισκέψεις ⁇ μια πρακτική που έχει διατηρηθεί και διευρυνθεί.

Μελλοντικές Οδηγίες: Όπου θα Ροή Χρηματοδότηση

Τεχνολογία Αισθητήρων Επόμενης Γενεάς

Η χρηματοδότηση κατευθύνεται όλο και περισσότερο προς μη επεμβατικούς ή ελάχιστα επεμβατικούς αισθητήρες[[LFT:1]] που εξαλείφουν την ανάγκη για ένα υποδόριο νήμα. Οι προσεγγίσεις που εξετάζονται περιλαμβάνουν οπτικούς αισθητήρες που μετρούν τη γλυκόζη σε διάμεσο υγρό μέσω φθορισμού του δέρματος, με ιδρωμένα όργανα παρακολούθησης και μικροβελονισμούς που δειγματοληπτικό δερματικό υγρό ανώδυνα. Κανένας δεν έχει ακόμη αντιστοιχίσει την ακρίβεια των ηλεκτροχημικών CGM, αλλά η συνεχής επένδυση ⁇ απλοποιείται από τους [LFT:2] του NIH’s [[LT:2]]Αισθητήρας Καινοτομία για Διαβήτη (SID)[LT:3] πρόγραμμα ⁇ μπορεί να αποφέρει ανακάμψεις.

Αλγοριθμικές Βελτιώσεις Προς Πλήρη Αυτοματοποίηση

Τα τρέχοντα υβριδικά συστήματα κλειστού loop απαιτούν ακόμα από τους χρήστες να ανακοινώνουν γεύματα και μερικές φορές να βαθμονομούν. Τα επόμενα σύνορα είναι ένα [[LFT:0]] πλήρως κλειστό σύστημα [[LFT:1]] που χειρίζεται όλες τις διαταραχές της γλυκόζης ⁇ συμπεριλαμβανομένων των απροειδοποίητων γευμάτων, της άσκησης και της ασθένειας ⁇ χωρίς καμία είσοδο χρήστη. Επιτυγχάνοντας αυτό θα χρειαστούν αλγόριθμους που μπορούν [[[LPT:2]] να εκτιμούν τη σύνθεση των γευμάτων και την κινητική απορρόφησης[] από την καμπύλη της γλυκόζης μόνο, καθώς και να ανιχνεύουν και να ανταποκρίνονται στη φυσική δραστηριότητα. Οι ερευνητές διερευνούν βαθιά ενίσχυση της μάθησης για να δημιουργήσουν «καθολικούς» αλγορίθμους που προσαρμόζονται στη φυσιολογία κάθε ατόμου με την πάροδο του χρόνου. Η βιομηχανία R&D είναι συγκεντρωμένη σε μεγάλο βαθμό σε αυτόν τον τομέα επειδή αντιπροσωπεύει την υψηλότερη ανταγωνιστική διαφοροποίηση. Αναμένου επιχειρηματικού κεφαλαίου και εταιρική χρηματοδότηση για να ευνοήσουν τις νεοφυείς, ανθεκτικές, προσαρμοσμένες και προσαρμοστικές ρυθμίσεις ελέγχου σε σενάρια.

Επεκτεινόμενες κλινικές δοκιμές για διαφορετικούς πληθυσμούς

Οι περισσότερες δοκιμές στο τεχνητό πάγκρεας μέχρι σήμερα έχουν εγγράψει σχετικά ομοιογενείς πληθυσμούς σε αυστηρά ελεγχόμενες κλινικές ρυθμίσεις. Η χρηματοδότηση του Future πρέπει να δώσει προτεραιότητα σε δοκιμές που αντικατοπτρίζουν την πλήρη ποικιλομορφία της παγκόσμιας κοινότητας του διαβήτη ⁇ συμπεριλαμβανομένων των ατόμων κάθε ηλικίας, φυλετικών και εθνοτικών υποβάθρων και κοινωνικοοικονομικών στρωμάτων. Η τεχνολογία μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά σε άτομα με ποικίλες χρωματισμού του δέρματος, διατροφικές συνήθειες και επίπεδα δραστηριότητας. Οι μελέτες είναι επειγόντως απαραίτητες σε Έγκυες γυναίκες με διαβήτη τύπου 1]] και σε παιδιά κάτω των 6 ετών ], και οι δύο εκ των οποίων έχουν ιστορικά υποβαθμιστεί.

Ολοκλήρωση με Φορητά και Ψηφιακά Οικοσυστήματα Υγείας

Το τεχνητό πάγκρεας εξελίσσεται από μια αυτόνομη συσκευή σε έναν κόμβο μέσα σε ένα ευρύτερο ψηφιακό δίκτυο υγείας. Αναμένουμε χρηματοδότηση για την επιτάχυνση [[LFT:0]] διαλειτουργικότητα με smartwatchs, trackers φυσικής κατάστασης και έξυπνες συσκευές ελέγχου ινσουλίνης[[LFT:1]]. Οι Dexcom και Abbott τώρα μεταδίδουν τα δεδομένα CGM απευθείας στις συσκευές Apple Watch και Garmin, επιτρέποντας στους χρήστες να βλέπουν τις τάσεις της γλυκόζης στον καρπό τους. Τα μελλοντικά συστήματα μπορούν να ενσωματώνουν [ συνεχή παρακολούθηση κετόνης[] για την πρόληψη της διαβητικής κετοξέωσης, [[LFT:4]]] αυτοματοποιημένες μεθόδους άσκησης [[LT:5]] που προσαρμόζουν την παράδοση ινσουλίνης κατά τη διάρκεια της φυσικής δραστηριότητας, και ηλεκτρονική ολοκλήρωση αρχείων υγείας ώστε οι κλινικοί να μπορούν να έχουν πρόσβαση σε αντλία και δεδομένα CGM σε κάθε επίσκεψη.

Διαμορφωμένοι ρυθμιστικοί δρόμοι και παγκόσμια πρόσβαση

Καθώς τα συστήματα πλησιάζουν περισσότερο την ετοιμότητα της αγοράς, η χρηματοδότηση θα διοχετεύεται στην ανάπτυξη [[LFT:0]] εναρμονισμένων ρυθμιστικών προτύπων και κλινικών τελικών σημείων[[LFT:1]] που γίνονται αποδεκτά σε όλες τις δικαιοδοσίες. Το πρότυπο διαχείρισης ποιότητας του Διεθνούς Διαβήτη (IDF) και ο Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης (ISO) εργάζονται προς κοινές κατευθυντήριες γραμμές. Για παράδειγμα, το [[LFT:2]]ISO 13485[[LFT:3]] προσαρμόζεται για το τεχνητό λογισμικό του παγκρέατος. ] Η έρευνα για την οικονομία της υγείας[[[LFT:5]]] είναι επίσης κρίσιμη: πείθοντας τους δημόσιους πληρωτές στο Ηνωμένο Βασίλειο, τον Καναδά και την Αυστραλία για να καλύψουν τα συστήματα κλειστού λουτρού απαιτεί στερεά δεδομένα για τις αντισταθμίσεις κόστους από τις μειωμένες νοσηλεύσεις και επιπλοκές.

Συστήματα διπλής ωρμόνης και πέρα

Τα συστήματα κλειστού loop μόνο ινσουλίνης έχουν εντυπωσιακά αποτελέσματα, αλλά η προσθήκη γλυκαγόνης μπορεί να μειώσει περαιτέρω τον κίνδυνο σοβαρής υπογλυκαιμίας και να επιτρέψει πιο επιθετική διόρθωση της υπεργλυκαιμίας. Ο κύριος φραγμός ήταν η αστάθεια της γλυκαγόνης σε υγρή μορφή. Το σύστημα μείζονος χρηματοδότησης ρέει τώρα προς σταθερή υγρή γλυκαγόνη, που μπορεί να φορτωθεί σε δεξαμενές αντλίας. Το σύστημα Beta Bionics’ είναι σχεδιασμένο για να παρέχει και τις δύο ορμόνες, και η βασική δοκιμή του έδειξε σημαντικές μειώσεις στην υπογλυκαιμία χωρίς αύξηση της υπεργλυκαιμίας. Αναμένουν αυξημένη επένδυση σε bihormonal και ακόμη και τριορμονικά συστήματα] που προσθέτουν αλίν, μια ορμόνη που καταστέλλει τη γλυκαγόνη και την βραδεία χρήση των σύνθετων συσκευών που απαιτούν τη χρήση πολλαπλών ορμονών, που μπορούν να μιμηθούν τη ινσουλπίνη.

Συμπέρασμα: Οι διαρκείς επενδύσεις δεν είναι αμετάκλητες

Ωστόσο, η πλήρης υπόσχεση ενός πλήρως αυτόνομου συστήματος ⁇ ένα που δεν απαιτεί ανακοινώσεις γευμάτων, ούτε βαθμονόμηση, και καμία παρέμβαση των χρηστών ⁇ παραμένει ταντάλιστα εκτός εμβέλειας. Οι τάσεις χρηματοδότησης της τελευταίας δεκαετίας είναι ενθαρρυντικές: η κυβέρνηση, η φιλάνθρωπος και οι ιδιωτικές επενδύσεις έχουν επιταχύνει την καινοτομία, έχουν μειώσει το χρόνο από την έννοια στην κλινική, και διευρύνουν το σύνολο των ερευνητών και των επιχειρηματιών που εργάζονται στο πρόβλημα. Ωστόσο, η διαρκής και αυξημένη χρηματοδότηση είναι απαραίτητη[], συμπεριλαμβανομένου του NIH, JDRF, του Helmsley Charitable Trust, των κατασκευαστών συσκευών, του κεφαλαίου και των ομάδων ασθενών ⁇ πρέπει να διατηρήσουν και να εμβαθύνουν τη δέσμευσή τους για την επίτευξη των συγκεκριμένων απαιτήσεων, θα είναι απαραίτητη η επίτευξη των απαιτήσεων για την επίτευξη των στόχων του ευρώ.