Son on yılda, tip 1 diyabet tedavisi kapalı-loop insülin teslim sistemleri tarafından yeniden şekillendirildi, genellikle yapay pankreasyon cihazları olarak adlandırılır. Bu sistemler sürekli bir glikoz monitörü (CGM) ve bir insülin pompası ile gerçek zamanlı olarak şeker okumalarına dayanan bir algoritma ile birlikte, bu hastaların fiziksel olarak daha düşük potansiyel sensörlerin yükünü önemli ölçüde azaltıp, bu davranışın sürekli olarak azaltılabilmesi için sürekli olarak arttırılabilmesi için gereken bir algoritmaya güvenirler.

Bugünün Yapay Pankreasyon Cihazları Nasıl Çalışıyor

Yapay bir pankreasyon cihazı, CGM verilerini artırmak, azaltmak veya insülin teslim etmek için kullanmak için daha basit bir algoritma ile her birkaç dakika boyunca, hipersemitik ve hiposemitize edilen bir insülin pompası, CGM verilerini kullanarak, pompayı artırmak, azaltım veya insülin teslim etmek için kullanmak için kullanan bir kontrol cihazı oluşturmak gerekir.Bu amaçla, her iki kat daha düşük dozda da yüksek çözünürlükte bir ölçümde kullanılan 7 adet elektrolit cihazı vardır.

Biyodegradable Sensörler Nedir?

Biyodegrad edilebilir sensörler, tanımlanmış bir elektronik süre için CGM olarak uygun şekilde işlev görür veya vücutların güvenle sentezleyebileceği veya eklenebilir hale getirilmesi için bazı yüzeylerde kontrol edilebilir bir şekilde çalışır.Bu, organik olmayan atıkların birikimini ortadan kaldırır ve kullanılan sensörlerden biyodegradlanabilir elektronik olarak çalışır.

Biyodegradable Glucose Sensörleri için Anahtar Malzeme Adayları

[FONT=0)Zengin fibroin[Dönetici:0))[Dörtücükler, speratifler veya nanopartiküller, mikropartiküller, elektrotlar, yüksek çözünürlükte kullanılan ve elektrotlar ile birlikte, diğer bir optik diskler kullanılarak, otomatik olarak üretilen ve/veya elektrotlar ile birlikte, otomatik olarak kullanılan bir optik diskler için kullanılabilir.

Biyodegrad edilebilir Sensörleri Yapay Pankreasyonlara entegre etmek

Mevcut tek kullanımlık CGMs'den tamamen biyodegrad edilebilir sensörler, kanıtlanmış tüm sensör tasarımını, güç tedarikini ve kablosuz iletişimin yeniden tanımlanmasını gerektirir.Dörtücük materyalinin kendisi biyodegrad edilebilir, ilişkili elektronik –transmitter, anten, batarya – aynı zamanda, kısa ayarlı kablosuz ve yüksek çözünürlükte bir biyo-kandırıcıya ihtiyacı olan biyoenerji kontrolleri için kullanılan bir biyoenerjiye ihtiyacı olan bir biyoenerji hücresine sahiptir.

Potansiyel Sistem Mimarisi

  • [FONT:0)Subcutaneous biodegradable sensör dizisi:[Dönetici:0) Birden çok şeker içeren bir deri altında yerleştirilen küçük, esnek bir yama sürekli kapsama süresine sahip.
  • [FONT:0)Biodegradable bio yakıt hücresi: Sensör ve oksijeni, küçük bir vericiye güç vermek için elektrike dönüştürür. Yakıt hücresi de enerji çıkışından sonra da bozulur.
  • [FONT:0)Transient kablosuz etiketi:[Dönetici:[Dönetici: 0) Bir devre, harici bir alıcıya şekeri gönderen ve ipekten yapılmış bir devreden yapılmış bir devre.
  • [FONT=0]Döngeçici ve kontrol: [Dönetici: [Dönetici: 1] Bir giyilebilir cihaz (örneğin, akıllı bir gözlem veya pompa) sensör verileri alır, kapalı-loop algoritması çalışır ve insülin pompasını komutlar.

Klinik ve Çevre Faydaları

Biyodegradable sensörler kalıcı veya defalarca değişen sensörler üzerinde birkaç avantaj sunar:

  • [FONT:0) Duygunluk prosedürlerinin Deminasyonu.[[Dönetici:0) Çünkü sensör çözüldüğü için, enfeksiyon riskini ve kıvrımını azaltmak için ikinci bir ameliyata ihtiyaç yoktur. Bu, özellikle de ömür boyu birçok sensör yedek gerektirebilir olan çocuk hastalar için faydalıdır.
  • [FONT:0) Tıbbi atıklar ([Dönetici:0) Her bir yüksek lisanssız CGM sensörü, keskin atıklara ve elektronik atıklara katkıda bulunur. CO2, su ve mineraller bu çevresel yükü büyük ölçüde azaltır.
  • [FONT:0) Geliştirilmiş hasta konfor ve uyumluluk.[DÜT:1] Haftalık eklemeye gerek olmayan, sık sık sensör değişiklikleri ile ilişkili ağrı, rahatsızlık ve cilt tahrişini azaltabilir. Bazı hastalar yapıştırıcı yamalarına alerjik reaksiyon geliştirir; biyodegrad edilebilir bir sensör chitosan veya alginate’den elde edilen bir biyoadhesif kullanabilir.
  • [FONT:0) Daha derin doku izleme için değerlidir.[[Dönetici] Çünkü sensör kaldırılmalıdır, sık olarak değiştirilmesine kolayca erişemeyen dokularda implante edilebilir, kan şekeri ölçümlerini alternatif sitelerde (örneğin, intramuscular veya periferik boşlukta)
  • [FONT:0) Düşük uzun vadeli bakım maliyeti.[DÜT:1] İlk araştırma ve üretim pahalı olsa da, birkaç ay süren tek implantatif biyodegrad edilebilir sensör aynı dönemde onlarca tane tek kullanımlık sensörden daha ucuz olabilir, özellikle de sensör eğitimi için klinik ziyaretlerde faktörleme.

Mevcut Zorluklar ve Teknik Hurdles

Sözcüğe rağmen, biyodegrad edilebilir sensörler yapay pankreasyon cihazlarında kullanılabilirken birkaç önemli engel aşılmalıdır:

Sensör Yaşam Zamanları Üzerinde Kararlılık ve Hassasiyet

Birincil zorluk tüm işlevsel dönemde doğru şekeri okumalarını sürdürüyor, özellikle de sensör bozulmaya başlıyor. Malzeme korrodes veya molalar, elektrokimyasal özellikler değişimi, kabul edilebilir araştırmacıların kullanımını araştırıyor.Mevcut CGMs, parmak tutma duyusuyu kullanarak her birkaç saat veya gün gerekir; bir biyodegrad edilebilir sensör, iki ay boyunca da kendini güvende tutan bir mekanizmaya ihtiyaç duyar.

Biyokompatability ve Yabancı Vücut Yanıtı

Biyodegrad edilebilir malzemeler bağışıklık tepkisini tetikleyebilir. Vücut, bir fibrous kapsülünde sensöre kapılabilir, iç içe dönük kaplamalara neden olmamalıdır. Araştırmacılar, subcutaneda bulunan hidrojen gazı tasarımları ile kaplama sensörlerini serbest bırakır; gaz dexamethasone-releasing PLGA) dış vücut reaksiyonunu bastırmalıdır.

Güç ve Kablosuz İletişim

Biyomalzemeli bir sensör, biyodevatif olmayan süper kapasiteleri kullanarak, enerji tasarrufu sağlayan hücrelerden sınırlı bir güç çıkışına izin verebilir (kahkahasız geçiş için yeterli olmayabilir). Araştırmacılar, enerji depolamayı sürekli kablosuz iletim kullanarak biyodelenebilir bir süper kapasite kullanarak araştırırlar ve hücreden yapılmış olan bir ekip araştırırlar.[T:1).

Üretim ve Maliyet Scalability

Ticari ölçekte tutarlı özelliklere sahip biyodegrad edilebilir sensörlerin azaltılması zordur. Malzemelerin çoğu (örneğin, ipek fibroin) biyo-to-batch variability ile doğal ürünlerden kaynaklanır. Temiz oda yapım süreçleri, montaj sırasında biyodegrad edilebilir bileşenleri işlemek için adapte edilmelidir.[Dönetici) ve akademisyenlerin hassas sensörlerin çözümü, biyo-yapıcı sensörlerin maliyetine ve güvenilir cihazların verimine bağlıdır.

Düzenleme

FDA ve EMA dahil olmak üzere düzenleyici kurumlar henüz biyodegrad edilebilir tıbbi elektronik için açık bir yol açmadı. Hem bir ilaç (örneğin, anti-inflamatuar kaplama) hem de bir cihaz daha karmaşık gönderimler gerektirir.Dörtülme ürünleri uzun vadede güvenli olmalıdır ve sensör performansı mevcut CGM'lerden daha iyi veya daha iyi olmalıdır. Erken aşama klinik denemeleri diğer uygulamalar için Avrupa'da biyode biyodegradatif sensörler için altındadır.

Future Path and Ongoing Research

Birkaç heyecan verici araştırma, yapay pankreasyon sistemleri için biyodegrad edilebilir sensörlere geçiş hızlandırabilir:

  • [FONT:0) Diğer biyomarkers ile birlikte şekeri ölçen çok karmaşık sensörler [[Dönetici:0) Aynı biyodegrad edilebilir platformu kullanarak, araştırmacıların aynı anda şekeri ve pH'ı tespit eden diziler üretmiştir.
  • [FONT:0) Akıllı Hidrojektelerin, şekere yanıt vermede rengini değiştirmesi veya değiştirmesi (%) elektrik gerektirmez optik sensörler olarak hareket edebilir. Bunlar, yakın bir ışık kaynağı tarafından okunabilir, implante edilen elektroniklerin ihtiyaçlarını tamamen ortadan kaldırır.
  • [FONT:0)Kad-loop biyodegradasyon zamanlaması) - Kontrol edilen bir oranda bozulan sensörler tasarlayın, böylece birden fazla sensör bir şekilde implante edilebilir, sürekli kapsama sağlar ve bir sonraki aktif hale gelir.
  • [FONT:0)Makine öğrenme algoritmaları[[Dönetici:0)) Bu, veriyi bir degrading sensöründen yorumlayabilmeli ve sinyal sürüklenme için telafi edilebilir yaşam sensörün bizi kırılabilir ömrünü uzatabilir.
  • [FONT:0) Mikronedle yamalarla (Döntilmiş) arasındaki denge, tamamen çözülecek olan (!)

Klinik Kabul Yolu

Tamamen biyodegrad edilebilir bir yapay pankreasyon sensörünün vizyonu hala yıllar uzaktayken, artımlı ilerleme yapılır. Bir sonraki adım, 2-4 hafta boyunca süren biyodegrad edilebilir bir CGMdir ve mevcut tek kullanımlık sensörleri değiştirirken, bu tür cihazların başarılı bir şekilde bir dışlayıcıya bağlı olarak, tek başına boşanır ve anahtar kilometrelik bir biyolojik yakıt hücresi ile tamamen implante edilebilir bir sistem olacaktır.

  1. Büyük bir hayvan modelinde en az 30 gün boyunca istikrarlı bir glikoz algılaması.
  2. Tıbbi sınıf iletişim standartları karşılayan kablosuz, biyodegrad edilebilir bir veri bağlantısının geliştirilmesi (örneğin, Tıp İmplant İletişim Servisi).
  3. Faz, biyokompatabiliteyi doğrulamak için insan denemeleri yapıyorum ve olumsuz bozulma etkileri yok.
  4. Lenovo'nun deneyleri, biyodegrad edilebilir yapay pankreasyon sistemini zaman aralığı ve güvenliği açısından standart kapalı-loop sistemine karşılaştırır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Biyodegrad edilebilir sensörler diyabet teknolojisindeki bir sınırı temsil eder, bu tür 1 diyabete karşı daha geniş bir itkiye doğru, hasta dostu tıbbi cihazlara karşı daha da yakınlaştırır ve potansiyel olarak daha uzun süreli implantasyon sağlarlar, sonraki nesil yapay pankreasyonlar sadece birkaç kilo ile yaşam kalitesini artırabilirler, ancak aynı zamanda tüm zorluklar da otomatik olarak bozulmaz.