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Páncreas artificial: ¿cambio de juego para el tratamiento de la diabetes?

La innovación médica en el tratamiento de la diabetes tipo 1 da un gran salto adelante con la invención y el ensayo de un páncreas artificial. ¿Podría este dispositivo de teléfono inteligente basado en algoritmos cambiar la vida de los diabéticos para mejor?
El tratamiento de la diabetes tipo 1 podría cambiar para siempre por el páncreas artificial.
Crédito de la imagen: UVA Health

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), casi 1 de cada 10 estadounidenses tiene diabetes. De estos, aproximadamente el 5% son diabéticos tipo 1, lo que equivale a 1,5 millones de estadounidenses.

El tratamiento para la diabetes tipo 1 es altamente efectivo pero es una prueba relativamente problemática. Los pacientes deben extraer sangre con regularidad, controlar los niveles de glucosa e inyectar la cantidad adecuada de insulina.

Las intervenciones actuales dejan una oportunidad no deseada para el error humano. También son bastante desagradables e inconvenientes; la búsqueda de mejores tratamientos está en curso.

Una de esas mejoras que muestra una gran promesa es el llamado páncreas artificial. La idea de un páncreas artificial se ha discutido durante décadas, pero solo recientemente se ha convertido en una opción potencialmente viable.

Diseñado por Boris Kovatchev y su equipo en la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia, esta innovación médica tiene el potencial de mejorar millones de vidas.

Kovatchev ha estado trabajando en un dispositivo de este tipo desde 2006. Inicialmente, se creía que este tipo de sistema de circuito cerrado que podía controlar los niveles de glucosa y administrar la insulina de manera apropiada era imposible.

La idea de un páncreas artificial se encontró con el escepticismo de la comunidad científica, pero, afortunadamente, Kovatchev continuó sin cesar:

"Mostramos que no solo es posible, sino que también se puede ejecutar en un teléfono inteligente".

¿Qué es la diabetes tipo 1?

La insulina normalmente facilita la absorción de glucosa desde la sangre hacia el cuerpo donde se usa. La diabetes tipo 1 ocurre cuando el páncreas deja de producir suficiente insulina.

La diabetes tipo 2 generalmente es causada por elecciones de estilo de vida, como una dieta deficiente y la falta de ejercicio; la diabetes tipo 1, sin embargo, no está relacionada con el estilo de vida. Las células beta del páncreas que fabrican insulina son atacadas por una respuesta inapropiada del sistema inmune, lo que las hace insuficientes para las necesidades del cuerpo.

Para compensar este déficit en la bioquímica, los pacientes con frecuencia deben pincharse los dedos, tomar una muestra de sangre, medir los niveles de glucosa e inyectarse insulina para restablecer el equilibrio. Esta rutina regular es necesaria para mantener los niveles de glucosa en sangre dentro de un rango saludable.

Además de las molestias e incomodidades, como con cualquier cosa que dependa de la interacción humana, existe la posibilidad de error. Los niveles elevados de glucosa pueden, con el tiempo, dañar los riñones, los nervios, los ojos y los vasos sanguíneos. En el otro extremo del espectro, la glucosa baja, o "hipoglucemia" puede, en circunstancias extremas, conducir al coma o a la muerte.

Cualquier cosa para eliminar la posibilidad de error del usuario será de obvio beneficio.

Cómo funciona el páncreas artificial

El páncreas artificial de Kovatchev, también conocido como control de ciclo cerrado de la glucosa en sangre en la diabetes, elimina gran parte de la interacción humana que actualmente es necesaria en la automedicación.

El eje central del sistema usa una plataforma llamada InControl que se ejecuta en un teléfono inteligente reconfigurado. Este dispositivo de mano está conectado de forma inalámbrica a un monitor de azúcar en la sangre, una bomba de insulina y un sitio de monitoreo remoto. El monitor de azúcar en la sangre toma los niveles de glucosa en la sangre cada 5 minutos y entrega las lecturas al dispositivo InControl.

El dispositivo está controlado por algoritmos y administra la cantidad correcta de insulina a través de una aguja fina sin que el paciente tenga que derramar ni siquiera una gota de sangre.

Los algoritmos son donde entra la verdadera innovación. Están diseñados para adivinar qué cantidad de insulina es probable que se necesite. No es suficiente que la tecnología simplemente reaccione a los niveles sanguíneos en un momento particular en el tiempo, debe predecir los picos de glucosa, adelantarse a los cambios y adaptarse a la sensibilidad a la insulina de un individuo. Esto no es una hazaña.

El páncreas humano es capaz de hacer estos cálculos con facilidad, pero diseñar algo tan capaz como el páncreas es una tarea difícil.

Cuando se le preguntó acerca de los algoritmos, Kovatchev dijo Noticias médicas hoy:

"Los algoritmos se basan en un modelo del sistema metabólico humano que utiliza datos del monitoreo continuo de la glucosa, la administración de insulina pasada y, posiblemente, otras señales disponibles, para reconocer patrones de fluctuaciones de azúcar en la sangre y predecir dónde está el nivel de azúcar en la sangre del paciente .

Luego, el algoritmo administra insulina en función de los valores de glucosa previstos. Se presta especial atención a la predicción y mitigación de la hipoglucemia; un algoritmo separado (lo llamamos Sistema de Supervisión de Seguridad) está específicamente afinado para eso, y es bastante bueno en esta tarea ".

Nos dijo que el sistema de seguridad es su algoritmo más probado; ha estado en uso por muchos años.

Kovatchev explica además cómo funciona el páncreas artificial en el siguiente video:

Juicio al innovador órgano

El Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales está apoyando esta investigación vital por una suma de $ 12.6 millones.

El páncreas artificial ha comenzado sus ensayos finales en nueve ubicaciones en los EE. UU. Y Europa. Para la primera fase, 240 pacientes con diabetes tipo 1 probarán el sistema durante 6 meses. La segunda serie de ensayos verá a 180 pacientes de la primera fase usando el sistema por otros 6 meses.

Diseñado en conjunto con TypeZero Technologies en Charlottesville, VA, el sistema se comparará con una bomba de insulina estándar frente a dos criterios principales: qué tan bien se controlan los niveles de azúcar en la sangre y si se reduce el riesgo de hipoglucemia o niveles bajos de azúcar en la sangre.

Kovatchev explica sus objetivos para el páncreas artificial:

"Para tener éxito en última instancia, como un tratamiento óptimo para la diabetes, el páncreas artificial debe demostrar su seguridad y eficacia en ensayos fundamentales a largo plazo en el entorno natural del paciente.

Nuestro principal objetivo es establecer un nuevo paradigma de tratamiento de la diabetes: el páncreas artificial no es un dispositivo de función única; es una red adaptable y ponible que rodea al paciente en un ecosistema de tratamiento digital ".

Más mejoras en el horizonte

Esta innovación parece establecer una enorme y positiva diferencia para millones de personas. Su objetivo es mejorar las vidas de los diabéticos tipo 1 al aliviar la carga de controlar los niveles de insulina manualmente. Además, gracias a los algoritmos, el páncreas artificial debe mantener la glucosa en sangre a niveles fisiológicamente más normales.

Por supuesto, cada avance médico trae consigo un nuevo conjunto de horizontes para apuntar. MNY preguntó a Kovatchev si hay alguna adaptación o mejora que le gustaría hacer al páncreas artificial más adelante:

"Se están explorando sistemas multi-señal y multi-hormonales para usar señales adicionales, como la frecuencia cardíaca o la detección de movimiento, y hormonas adicionales como la amilina. Creemos que la tecnología evolucionará en estas direcciones".

Kovatchev y sus colaboradores ya están sondeando el uso de otras hormonas dentro del páncreas artificial; su equipo también está investigando si el sistema solo debería usarse a ciertas horas del día, por ejemplo, por la noche y / o después de las comidas.

El páncreas artificial parece ir de fuerza en fortaleza. Junto con las otras tecnologías que se están investigando actualmente, la diabetes pronto superará una retirada apresurada. Noticias médicas hoy recientemente cubrió la investigación sobre la posibilidad de trasplantar células secretoras de insulina en pacientes diabéticos.

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