Он создал бионическую поджелудочную железу для своего сына

В течение 13 лет Эд Дамиано просыпался ночью каждые 2-3 часа, чтобы тихонько пройти в спальню своего сына Дэвида и проверить уровень сахара в крови мальчика. Ему важно удостовериться, что ему не грозит опасность. С такой же тревожной мыслью проводит ночь почти каждый родитель ребенка с сахарным диабетом. Однако знания Эда в области биомедицинской инженерии не освобождает его от страха... и от надежд

• 
• Автор: Татьяна Авраменко
• access_time
• more_horiz

  • phone_in_talk close

Родителям Дэвида пришлось столкнуться с сахарным диабетом 1 типа. Как и большинство, до этого момента они мало знали об этой болезни. Но они быстро учились.

Прежде всего им пришлось столкнуться с разногласиями врачей относительно наилучшего метода лечения их ребенка. Эд Дамиано с женой решили приобрести для сына инсулиновую помпу. Это устройство является альтернативой многоразовым уколам и позволяет регулярно вводить в организм инсулин в запрограммированных дозах с помощью постоянно закрепленного под кожей катетера. Однако такой метод также требует от больного «управления в ручном режиме» — регулярного контроля уровня глюкозы, определения объема дозы, выбора типа инсулина, инициации подачи и так далее.

К тому же, как узнали родители Дэвида, уровень глюкозы в крови сильно реагирует на различные факторы, такие как объем и интенсивность физической активности человека, сопутствующие болезни, стресс, не говоря уже о гормональных изменениях в растущем детском организме. Поэтому доза инсулина, которая прекрасно действует в один день, может оказаться неэффективной или чрезмерной на следующий день.

Но, поскольку Эд Дамиано является инженером, в 2004 году, когда его сыну Дэвиду было 5 лет, он приступил к разработке бионической поджелудочной железы. Эд описывает естественную поджелудочную железу, как точный биологический механизм, который регулирует уровень глюкозы в крови путем его снижения (посредством выработки инсулина) или повышения (путем секреции другого гормона под названием “глюкагон”). Поджелудочная железа имеет много преимуществ, с которыми не может соперничать созданное человеком устройство. С одной стороны, поджелудочная железа выделяет инсулин и глюкагон непосредственно в кровоток, где гормоны начинают немедленно действовать. После подкожных инъекций инсулина его максимальное действие начинается лишь спустя некоторое время. Но основным преимуществом поджелудочной железы является постоянство ее работы (она выделяет гормоны и когда вы бодрствуете, и когда спите).

Поэтому пациенту самому приходится регулярно измерять уровень глюкозы в крови, чтобы высчитывать необходимую дозу инсулина. Эд Дамиано захотел “извлечь человеческий мозг из этого уравнения”. Если бы удалось создать алгоритм, который не нуждается во вмешательстве человека, можно было бы надеяться на его более последовательную работу.

С целью создания бионической поджелудочной железы Эд Дамиано соединил технологию инсулиновой помпы с системой мониторинга уровня глюкозы в крови в режиме реального времени, что позволило обеспечить полностью автоматическое управление подачей инсулина и другого задействованного в патогенезе диабета 1 типа гормона – глюкагона.

Бионическая поджелудочная железа включает в себя: систему постоянного мониторинга уровня глюкозы (устройство, состоящее из сенсора, закрепленного на конце постоянно находящейся под кожей тонкой иглы), в режиме реального времени автоматически отслеживающую уровень глюкозы в биологических жидкостях и передающего сигнал на крепящийся к коже принимающий блок, транслирующий, в свою очередь, данные на небольшой пользовательский интерфейс, который можно носить с собой в кармане. 

Устройство также предполагает ввод пользователем данных об объеме принятой им пищи. Компьютерная программа, обеспечивающая связь между динамикой изменения уровня глюкозы и подачей в организм инсулина и глюкагона, установлена на iPhone. Информация, постоянно поступающая из системы постоянного мониторинга уровня глюкозы, соответствующим образом интерпретируется и регулярно (каждые 5 минут) передается на 2 автоматические помпы, с высокой точностью вводящие в организм ту дозу и вид гормонов, которые необходимы пациенту именно в данный момент.

Эд Дамиано надеется полностью закончить со своими коллегами испытания бионической поджелудочной железы к осени 2017 года, когда его сын, Дэвид, отправится в колледж.

Ранее Эд Дамиано вместе с экспертами, участвовавшими в разработке бионической поджелудочной железы, уже проводили ее испытания, но только в больничных условиях и в течение непродолжительного периода времени. Недавно же они провели 2 пятидневных испытания своего устройства в сравнении с обычной инсулиновой помпой на двух группах пациентов – взрослых и подростках – живущих своей обычной активной жизнью.

Было зафиксировано, что “искусственная поджелудочная железа” позволяет снизить средний уровень сахара в крови до показателей, которые резко уменьшают риск развития связанных с сахарным диабетом осложнений. Так, в сравнении с инсулиновой помпой, применение новой системы снизило у взрослых пациентов частоту случаев гипогликемии и сократило продолжительность таких состояний примерно в два раза. У подростков частота эпизодов гипогликемии снизилась более, чем вдвое. В обеих группах участников благодаря применению бионической поджелудочной железы было отмечено значительное улучшение гликемии, в том числе в ночное время.

Проведение окончательного варианта исследования этого устройства в комбинации с программным обеспечением, установленным на iPhone, запланировано на первую половину следующего года, и будет включать 48 взрослых пациентов, которые будут носить бионическую поджелудочную железу на работе и во время сна у себя дома в течение 12 суток. В 2015 Дамиано провел ряд испытаний устройства в таком виде, в котором оно уже будет поступать на рынок.

Эд Дамиано намерен в течение ближайших 3 лет получить официальное утверждение своей разработки профильным государственным ведомством в США. К этому времени его сын Дэвид, живущий с диабетом 1 типа, уже поступит в колледж. И Эд очень хочет, чтобы его сын в конце концов смог пользоваться этим многообещающим устройством.