人工胰腺可以彻底改变糖尿病的治疗方法，而且可能只需要几年的时间。
人工胰腺即将面世
人工胰腺可能会彻底改变糖尿病的治疗方法，而且可能只需要几年的时间。
来自医生档案
对于全世界数以百万计的糖尿病患者来说，他们的生活就是一连串的指征、注射和血糖水平的激增和下降。但是，人工胰腺有望自动调节一个人的血糖，它可以改变这一切。
"法国蒙彼利埃医学院内分泌学、糖尿病和新陈代谢学教授、医学博士埃里克-雷纳说："人工胰腺将彻底改变糖尿病的治疗。"它将防止糖尿病并发症，[包括失明、肾衰竭、截肢、心脏病和死亡]。而且生活质量将得到极大的改善，因为人们将不必不断地刺穿和监测自己，"正在领导该设备的第一个临床试验的Renard说。
他解释说，这种人工胰腺旨在帮助1型糖尿病患者将血糖水平维持在正常范围内，这对预防糖尿病并发症至关重要。
费城托马斯-杰斐逊大学(Thomas Jefferson University)人工胰腺中心主任Jeffrey I. Joseph, DO说，这个人造器官有三个部分，它们都必须完美地同步工作：一个持续监测血液或组织糖分水平的传感器，一个胰岛素输注泵，以及一个计算机算法，根据测量的血糖，每分钟控制胰岛素的输送。传感器将信息传递给胰岛素泵，然后胰岛素泵将适量的胰岛素分配出去。
一个完全自动化和集成化的设备可能至少在四年内都不会准备好，也许更久。但是，"我们正在一步步实现这一目标，"约瑟夫说，全世界的研究人员都在测试该系统的各个组成部分的单独或组合。
胰岛素泵向前迈进了一步
进展最远的是胰岛素泵，它被戴在皮带上或完全植入体内。外置泵已经被全世界数以千计的糖尿病患者使用，而植入式泵在欧洲已经获得批准，在美国正在进行临床试验，都可以用于人工胰腺。
雷纳德说，植入式泵的开发是向前迈出的一大步，研究表明，与每天多次注射胰岛素相比，植入式泵在控制血糖水平和改善生活质量方面具有明显的优势。
这种曲棍球大小的设备由加州北岭的美敦力MiniMed公司制造，被植入腹部皮肤下，从那里向身体输送胰岛素，"就像真正的胰腺一样"，他说。
41岁的加利福尼亚人洛里-哈恩(Lori Hahn)患糖尿病已超过十年，她说植入式泵改变了她的生活。哈恩说："在使用泵之前，我的生活就像坐过山车一样，无论是血糖方面还是情感方面，"她正在参加一项美国的临床试验。她说："我感到失控，不得不把大量的时间放在控制血糖上。
"有了植入式泵，我可以忘记自己是个糖尿病患者，"哈恩说，她是一位工作的妻子和三个活跃的年轻人的母亲。
该泵使用特殊配方的胰岛素，每两到三个月补充一次。它在一天中以短促的速度输送胰岛素，类似于胰腺。它也被设定为在用餐时提供更多的胰岛素。在吃饭或吃零食之前，只要按一下传呼机大小的个人泵通信器上的按钮，泵就会分配一定剂量的胰岛素。
智能系统是一个重要的里程碑
其他研究的重点是改善葡萄糖传感器和外部胰岛素泵之间的通信。据约瑟夫说，今年夏天，美国食品和药物管理局批准了首批智能系统之一，允许两个系统通过无线连接进行通信，这是一个重要的里程碑。
他说，这样的系统使胰岛素剂量的许多猜测不攻自破。
传统上，病人必须刺破他们的手指，将血液放在一个条带上以获得血糖读数，估计他们计划吃多少克碳水化合物，并在头脑中计算出他们需要多少胰岛素。这个系统留下了很大的错误空间，错误的计算有可能导致危险的高血糖或低血糖水平。
新批准的Paradigm系统结合了美敦力MiniMed胰岛素泵和Becton Dickinson公司的葡萄糖监测器，患者仍然需要刺破手指来测量他们的血糖水平。但传呼机大小的葡萄糖监测器会将信息直接传送到胰岛素泵上。然后胰岛素泵计算出当前血糖所需的胰岛素量。他说，通过让泵计算出所需的剂量，你可以防止有时病人手动输入这一数据时产生的错误。
"由病人来决定建议的量是否正确，并按下一个按钮来提供建议的剂量，"约瑟夫说。"这不是一个人工胰腺，因为它不是完全自动化的。但它是便利性的一大进步，有可能改善临床上的血糖控制。"
测量血糖水平
约瑟夫说，大约有二十多家公司和学术实验室正在开发葡萄糖传感器。有些是血液葡萄糖传感器，有些是组织液葡萄糖传感器；有些是由病人放在皮下，有些是长期植入体内。
他说，虽然葡萄糖传感器在过去几年里有了很大的改进，但它们仍然是制作人工胰腺的限制因素。
美国能源部劳伦斯-利弗莫尔国家实验室医疗技术项目的代理项目负责人史蒂夫-莱恩博士对此表示赞同。
"几乎可以肯定的是，生产人工胰腺的目标将会实现，"莱恩说，他的部门与MiniMed合作开发了一个人工胰腺的原型。"但是还有一些障碍需要克服，主要的障碍是葡萄糖感应。到目前为止，还没有人开发出一种万无一失的葡萄糖感应方式。"
Animas公司正在开发一种可植入的光学葡萄糖传感器。在动物和初步人体研究中，该设备利用红外光学技术准确测量了血液中的血糖水平。
"约瑟夫说："一个微型传感器头被放置在血管周围，光源通过血液被聚焦到一个探测器上。"对特定红外波长的光的吸收决定了血液中糖的浓度。"
进一步发展的是美敦力MiniMed的短期和长期植入式葡萄糖传感器，旨在持续测量组织液或血液中的糖分水平。
首个人工胰腺测试
在法国，Renard公司正在领导首个人工胰腺的临床试验--一个结合了美敦力MiniMed的长期葡萄糖传感器及其植入式胰岛素泵的全自动系统。
在一个小的外科手术中，可植入的传感器被插入通往心脏的颈部静脉中。该传感器通过皮下的电线与植入式胰岛素泵相连。当血糖水平波动时，一个信号会告诉泵要输送多少胰岛素。
"病人不需要做任何事情，"Renard说。"这都是自动的。即使你正在吃高碳水化合物的饭菜，传感器也会给出适当的信号来输送更多的胰岛素。"
Renard说，来自前五名使用该设备至少六个月的患者的数据显示，与通过指尖获得的数值相比，该传感器在95%的情况下准确地测量了葡萄糖。
"他说："我们的目标是达到90%的准确率，所以这非常准确。
更重要的是，在使用与传感器相连的泵的患者中，50%以上的时间血糖水平保持在正常范围内，而使用指棒值来调整植入式泵的胰岛素输送的患者则有大约25%的时间。
此外，Renard说，血糖骤降（即低血糖）的风险也降到了危险的低水平--每当输送额外的胰岛素时都有这种可能性--低于5%。
他说，下一步的工作是使传感器更加耐用，这样它只需要每两三年更换一次。他说，虽然植入式胰岛素泵平均工作8年才需要更换，但传感器平均9个月就会停止工作。
尽管如此，Renard认为这是个容易克服的障碍。"他说："我们将只是使用不同的材料，并使其更强大。
但约瑟夫说，这可能会带来一个艰巨的挑战："多年的研究[表明]由于身体的恶劣环境，传感器往往会在几个月而不是几年内失效。"
雷纳说，计算一天中不同时段应该输送多少胰岛素的数学程序也需要完善。"现在，胰岛素泵允许糖尿病患者一天中大约有一半时间处于正常血糖状态，就像非糖尿病患者一样。但这意味着他在另外50%的时间里没有得到控制，这就有点太高了。"
但是，他说，这又是一个容易解决的问题。"主要问题是要有准确的传感器，我们现在有了。在两年内，我们应该有一个工作时间更长、效果更好的，在那之后，它就可以在临床上使用。"
约瑟夫也同意。"他们已经证明了让葡萄糖传感器与胰岛素泵对话的可行性，胰岛素泵会自动输送胰岛素--这就是一个人工胰腺。
"它完美吗？绝对不是。但我们正在向这方面迈进"。
