دیابت یک نگرانی رو به رشد در پزشکی دامپزشکی است که بر حدود 1 در 200 سگ و 1 در 100 گربه در سراسر جهان تأثیر می گذارد، برای صاحبان حیوانات خانگی، مدیریت یک حیوان دیابتی اغلب به معنای یک روال روزانه آزمایش های خون استیک و به دقت تزریق انسولین را انجام می دهد - یک رژیم که می تواند برای هر دو حیوان خانگی و مراقب انسان استرس زا باشد.

درک دیابت در حیوانات خانگی

دیابت در حیوانات اساساً شبیه به وضعیت انسانی است.در سگ ها، تقریباً همیشه وابسته به انسولین است (نوع 1)، به این معنی که پانکراس قادر به تولید انسولین کافی نیست.در گربه ها، آن را بیشتر شبیه به دیابت نوع 2 انسان است، که در آن سلول ها به انسولین مقاوم می شوند، اگرچه بسیاری از گربه ها در نهایت نیاز به درمان انسولین دارند، همچنین علائم مشخصه - تشنگی بیش از حد، وزن مکرر آب مروارید، علی رغم کاهش خوب، و آسیب پذیری، به راحتی باعث می شوند.

دامپزشکان دیابت را از طریق هیپرگلیسمی مداوم و گلوکوسوریا تشخیص می دهند، هدف این است که سطح گلوکز خون را در محدوده هدف حفظ کنند (معمولا 100-250 میلی گرم / dL برای سگ ها، با اهداف کمی متفاوت برای گربه ها) با استفاده از یک نوع انسولین مناسب و برنامه ریزی غیر قابل قبول، این نیاز به نظارت منظم دارد – چه در منحنی گلوکز خانگی یا مانیتور مداوم – و حتی تنظیم کامل از شرایط کنترل انسولین و حتی شرایط آن.

چالش مدیریت دیابت

مدیریت سنتی دیابت در حیوانات کار فشرده و ناتوان است. مالکان باید یاد بگیرند که چک های گلوکز را با استفاده از یک متر قابل حمل انجام دهند، اغلب خون را از گوش یا لب می گیرند. بسیاری از حیوانات خانگی در برابر این روش ها مقاومت می کنند، که منجر به فرسودگی و نظارت متناقض می شود.حتی با مراقبت های اختصاص داده شده، تغییرات در فعالیت روزانه، رژیم غذایی و استرس می تواند باعث نوسانات غیر قابل پیش بینی در سطح گلوکز شود.

هیپوگلیسمی - یک افت خطرناک در قند خون - یک نگرانی مداوم است.این می تواند از یک مصرف بیش از حد انسولین تصادفی، افزایش ورزش یا به سادگی یک وعده غذایی از دست رفته باشد. هیپوگلیسمی شدید می تواند باعث تشنج، کما و مرگ شود.در انتهای دیگر، هیپرگلیسمی مزمن سرعت عوارض بلند مدت را تسریع می کند.

Pancreas مصنوعی: خلاصه

یک پانکراس مصنوعی (همچنین یک سیستم تحویل انسولین حلقه بسته نامیده می شود) دستگاهی است که وظایف اصلی مدیریت دیابت را خودکار می کند، شامل سه جزء اصلی است: یک مانیتور گلوکز مداوم (CGM) که سطح گلوکز را در زمان واقعی اندازه گیری می کند، یک پمپ انسولین که می تواند دوز دقیق انسولین را تحویل دهد، و یک الگوریتم کنترل که به عنوان سیستم "مغز" پردازش مغز" عمل می کند، بدون نیاز به خواندن آن، و دوز دقیق برای انتقال انسولین، و انتقال آن، بدون نیاز به پردازش دستورالعمل های دستی، بدون نیاز دارد.

در طب انسانی، چندین سیستم تجاری قبلاً تصویب قانونی را به دست آورده اند – مانند Medtronic MiniMed 670G و Tandem t:slim X2 با Control-IQ. این سیستم ها نشان داده شده است که بهبود زمان در برد، کاهش سطح A1c و کاهش خطر هیپوگلیسمی شدید، موفقیت در انسان به طور طبیعی و دامپزشکان را برای چهار بیمار سازگار کرده است:

سازگاری با تکنولوژی برای استفاده از دامپزشکی

آوردن پانکراس مصنوعی به پزشکی دامپزشکی موضوع ساده ای برای کوچک کردن یک دستگاه انسانی نیست. حیوانات چالش های آناتومیک، فیزیولوژیکی و رفتاری منحصر به فرد دارند که خواهان راه حل های سفارشی هستند.

تفاوت های گونه: سگ ها در مقابل گربه ها

به عنوان مثال، سگ ها و گربه ها گلوکز و انسولین را به طور متفاوتی متابولیزه می کنند.برای مثال، گربه ها با متابولیسم گلوکز منحصر به فرد، مجبور به خوردن بیش از حد حساس به انسولین می شوند، و به طور معمول گربه ها باید یک واکنش انسولین قابل پیش بینی تر داشته باشند، اما ممکن است به انواع مختلف انسولین (به عنوان مثال، NPH یا por lente) نیاز به الگوهای کنترل کننده ی انسانی داشته باشند که نمی تواند یک دستگاه کنترل کننده ی غذایی را به صورت روزانه ی آن ها بدهد.

اجزای کلیدی: CGM، پمپ انسولین و الگوریتم

نظارت بر گلوتاتیک (CGMs): دامپزشکی CGMs در حال حاضر در استفاده هستند، اگرچه آنها اغلب از دستگاه های انسانی استفاده می کنند، نشان می دهد که آنها داده های قابل اعتماد را در هنگام انتقال گردن یا سمت سگ ها و در گوش یا بعد از آن thorax گربه ها ارائه می دهند.

پمپ های Insulin: پمپ پمپ های طراحی شده برای استفاده دامپزشکی باید فشرده، قوی و آسان برای دوباره پر کردن باشد، باید انسولین را با افزایش کوچک (اختلال یک واحد) مناسب برای بیماران کوچک تحویل دهد. برخی از نمونه های اولیه از طرح های پچ استفاده می کنند که به طور مستقیم به پوست پایبند هستند، نیاز به لوله جداگانه که می تواند نگرانی های جراحی را از بین ببرد و یا جویدنی را جذب کند.

] الگوریتم های کنترل: الگوریتم پیچیده ترین بخش است.باید از مدل های پیش بینی شده برای پیش بینی روند گلوکز استفاده کند و تحویل انسولین را مطابق با آن تنظیم کند.پروپورتال-integral-integiveiveiveiveiveiveiveiveiveive (PID) و الگوریتم های پیش بینی مدل (MPC) در کارآزمایی های دامپزشکی آزمایش می شوند.

آخرین تلاش های تحقیق و توسعه

چندین گروه تحقیقاتی به طور فعال بر روی سیستم های پانکراس مصنوعی دامپزشکی کار می کنند، در دانشگاه هایی مانند دانشگاه ایالتی اورگان و دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، پزشکان دامپزشکی با مهندسان پزشکی همکاری می کنند تا سیستم های حلقه بسته برای سگ ها و گربه ها را تنظیم کنند.

نتایج حاصل از کارآزمایی های کوچک آزمایشی دلگرم کننده است.یک مطالعه نشان داد که یک سیستم مبتنی بر الگوریتم، سگ های دیابتی را در محدوده گلوکز هدف تقریبا ۷۰ درصد از زمان نگه می دارد، در مقایسه با ۴۵ درصد با مراقبت های استاندارد، مطالعه دیگری در گربه ها نشان داد که کاهش تنوع گلیسمی و کمتر حوادث هیپوگلیسمی را ارزیابی می کند، این آزمایش های مفهومی با اندازه های کوچک نمونه ای است.

علاقه صنعت نیز در حال رشد است. شرکت های استارت آپ متمرکز بر دستگاه های پزشکی دامپزشکی شروع به کاوش در سیستم های تجاری پانکراس مصنوعی کرده اند.مشارکت تولید کنندگان پمپ انسولین ثابت می توانند سرعت بخشیدن به توسعه را تسریع کنند، به ویژه اگر آنها سیستم عامل های انسانی موجود را برای استفاده از حیوانات سازگار کنند.مرکز غذا و داروی ایالات متحده برای پزشکی دامپزشکی به طور فعال بر هدایت این دستگاه ها کار می کند، ارائه یک راه ایمنی و داده های کافی است.

مزایای حیوانات دیابتی و صاحبان آنها

مزایای بالقوه یک پانکراس مصنوعی کاملا کاربردی برای حیوانات خانگی بسیار فراتر از راحتی گسترش می یابد.

  • کنترل گلوکوز بهبود یافته: یک سیستم حلقه بسته می تواند به تغییرات قند خون سریع تر و دقیق تر از انجام های دستی واکنش نشان دهد، نگه داشتن گلوکز در محدوده امن تر در طول روز و شب.این خطر ابتلا به هیپوگلیسمی و عوارض هیپرگلیسمی طولانی مدت مانند آب مروارید و آسیب کلیه را کاهش می دهد.
  • مالک قرمز شده بردن: مالکان دیگر نیازی به انجام چندین چک گلوکز روزانه یا نگرانی در مورد تزریق زمان به درستی نیست، این می تواند به طور قابل توجهی کاهش استرس مراقب و بهبود انطباق، به ویژه برای خانواده هایی با برنامه های شلوغ و یا چند حیوان خانگی.
  • کیفیت بهتر زندگی برای حیوانات: سوزن کمتر به معنی درد و اضطراب کمتر برای حیوانات است. سطح گلوکز پایدار همچنین جلوگیری از بالا و پایین های شدید که حیوانات خانگی احساس بیمار، کاهگیک، یا تحریک پذیر است.
  • نظارت و داده های وابسته: بسیاری از سیستم های پانکراس مصنوعی شامل برنامه های تلفن هوشمند است که خواندن گلوکز، دوز انسولین و روند کهنه سربازان می تواند از راه دور به این داده ها دسترسی پیدا کند، اجازه می دهد تا تنظیمات آگاهانه تر و تشخیص زودتر از مشکلات در حال ظهور.

چالش ها و هادلس

با وجود وعده، چالش های قابل توجه قبل از اینکه سیستم های پانکراس مصنوعی به ابزارهای دامپزشکی استاندارد تبدیل شوند، باقی می مانند.

اندازه دستگاه و قابلیت دور بودن

حیوانات فعال هستند و اغلب بدون نظارت هستند.یک دستگاه باید در برابر خراش، نورد، شرایط مرطوب، و گاهی اوقات - کرکینگ. فعلی CGMs و پمپ تزریق مایع شکننده در مقایسه با آنچه که برای استفاده از دامپزشکی ناهموار مورد نیاز است.

هزینه و قابلیت اطمینان

سیستم های پانکراس مصنوعی انسان گران هستند (اغلب 5000 تا 8000 دلار، به علاوه هزینه های سنسور مداوم) نسخه های دامپزشکی باید قیمت کمتری داشته باشند تا بتوانند در دسترس جمعیت گسترده ای از صاحبان حیوانات خانگی قرار گیرند. پوشش بیمه برای حیوانات خانگی هنوز محدود است، بنابراین هزینه های خارج از جیب، یک مانع برای توسعه روش های تولید ارزان تر و اجزای قابل استفاده مجدد ضروری خواهد بود.

مسیر های تنظیم کننده

دستگاه های دامپزشکی با الزامات قانونی مختلف نسبت به دستگاه های انسانی مواجه هستند، مرکز پزشکی دامپزشکی FDA باید دستگاه هایی را که برای استفاده از حیوانات به بازار عرضه می شوند، تایید کند، این امر نیازمند نشان دادن ایمنی و اثربخشی در گونه های هدف است، زیرا سگ ها و گربه ها نمی توانند رضایت دهند، نظارت اخلاقی و مطالعه باید با استانداردهای بالا مطابقت داشته باشند.این فرایند می تواند طولانی و گران باشد، اما راهنمایی های اخیر FDA برای تأیید فن آوری های امیدوار کننده است.

الگوریتمی

الگوریتمی که در یک محیط بیمارستان کنترل شده کار می کند ممکن است زمانی که حیوان اجرا می شود، بازی می کند، در زمان های نامنظم غذا می خورد یا استرس رانندگی ماشین را تجربه می کند، بر خلاف انسان، حیوانات نمی توانند علائم هیپوگلیسمی را بیان کنند یا وقتی چیزی اشتباه است به سیستم هشدار دهند، بنابراین الگوریتم باید بسیار محافظه کارانه باشد و شامل چندین مکانیسم ایمنی مانند تعلیق انسولین به طور خودکار هنگامی که تحویل سیگنال های غیر معمول تشخیص داده می شود.

آموزش و پذیرش

حتی یک دستگاه کامل بی فایده است اگر صاحبان حیوانات تمایلی به امتحان کردن آن نداشته باشند، بسیاری از صاحبان حیوانات خانگی نگران ترک یک دستگاه خارجی در حیوان خود برای هفته ها در یک زمان هستند. دیگران ممکن است نگران نقص های بالقوه یا تحریک پوست باشند. کهنه سربازان باید آموزش و پشتیبانی کامل برای ایجاد اعتماد باشند.

مسیر های آینده

پانکراس مصنوعی برای پزشکی دامپزشکی هنوز در دوران کودکی خود است، اما مسیر امیدوار کننده است.در مدت نزدیک (3 تا 5 سال)، ما می توانیم انتظار داشته باشیم که سیستم های حلقه بسته هیبریدی را ببینیم که نیاز به ورودی کاربر دارند – مانند اعلام غذا – اما بقیه سیستم های خودکار دو قلو ( تحویل انسولین و گلوک برای جلوگیری از هیپوگلیسمی) در نهایت برای حیوانات مورد مطالعه قرار می گیرند و می توانند به طور خودکار بقیه سازگار شوند.

ادغام با سیستم عامل های تله پزشکی نیز رشد خواهد کرد. دامپزشک می تواند از راه دور چندین بیمار دیابتی را تحت نظارت قرار دهد، هشدار دریافت کند که گلوکز حیوان خانگی از محدوده خارج می شود و تنظیمات انسولین را بدون نیاز به بازدید از دفتر تنظیم کند، این امر به ویژه برای حیوانات در مناطق روستایی یا برای صاحبان دارای تحرک محدود ارزشمند خواهد بود.

یکی دیگر از مناطق هیجان انگیز، کوچک سازی سنسور ها و پمپ های قابل ایمپلنت است.سیستم های داخلی کامل که تنها یک بار در سال نیاز به جایگزینی دارند می توانند اجزای خارجی را از بین ببرند، به طور چشمگیری خطر آسیب دستگاه و پیشرفت های علوم مواد مخدر مانند هیدروژل های سازگار با زیست محیطی و وسایل الکترونیکی مقاوم به خوردگی، این ایمپلنت های طولانی مدت را امکان پذیر تر می کند.

در نهایت، مشارکت تحقیقات مرتبط با مدارس دامپزشکی، بخش های مهندسی و شرکای صنعت سرعت پیشرفت را افزایش می دهد.باز منبع الگوریتم (شبیه به #We Are Not Expecting Movement in human Diabetes) می تواند به دامپزشکان اجازه دهد تا الگوریتم های کنترل را در بسیاری از بیماران حیوانی، بهبود ایمنی و اثربخشی از طریق داده های جمعی به اشتراک بگذارند.

نتیجه گیری

سیستم های پانکراس مصنوعی پتانسیل تبدیل مراقبت از دیابت برای سگ ها و گربه ها را دارند، ارائه آینده ای که نظارت مداوم و تزریق دستی با اتوماسیون هوشمند جایگزین می شود، سفر از نمونه های آزمایشگاهی به استفاده بالینی معمول نیاز به غلبه بر مهندسی قابل توجه، تنظیم و موانع اقتصادی دارد، اما با هر کارآزمایی موفق و هر پیشرفت مشترک، هدف نزدیک تر می شود برای حیوانات دیابتی و افرادی که آنها را دوست دارند، فقط یک ابزار زندگی سالم تر است، یک ابزار زندگی راحت تر است.

] [اطلاعات اضافی در مدیریت دیابت در حیوانات خانگی ] [[[ ] [ ] ] [ [ ] ] ] و VCA حیوانات بیمارستان برای مشاوره مالک عملی. ] به روز رسانی تحقیقات در فن آوری پانکراس مصنوعی اغلب می تواند در مجلات بررسی شده مانند مقررات دامپزشکی داخلی یافت شود.