پزشکی بالینی

به جزاير پانكراس خوش آمديد! مانيتور ينگ‌ گلوكز

شمار مبتلايان به ديابت با وجود تمام آموزش هاي انجام شده روز به روز در حال افزايش است. اين مسئله محققان را بر آن داشته است كه به عنوان مشكلي فراگير بر روي هر چه بهتر كردن كيفيت زندگي مبتلايان كار كنند. از آنجا كه ايجاد اين بيماري ارتباط مستقيم با عملكرد نا كامل پانكراس دارد، يكي از راه هاي كنترل اين بيماري شبيه سازي عمل پانكراس و جايگزيني فعاليت هاي يك پانكراس سالم است . بدين منظور ابتدا بايد با عملكرد كلي پانكراس آشنا شويم.

پانكراس سه  هورمون توليد مي كند كه در كنترل گلي سمي يا نوسان قند خون موثرند: انسولين كه قند خون را پايين مي آورد، آميلين كه هضم را آهسته كرده و در نتيجه ورود گلوكز به خون را كند مي كند و موقتا ترشح گلوكاگون را متوقف مي كند و گلوكاگون كه گلوكز خون را بالا مي برد.
با هضم كربوهيدرات ها سطح گلوكز خون شروع به بالا رفتن مي كند. هنگامي كه خون و گلوكز به داخل پانكراس مي روند، انسولين و آميلين در پاسخ به بالا رفتن سطح گلوكز، از سلول هاي بتاي پانكراس ،مستقيما به داخل خون ترشح مي شوند. انسولين باعث حذف گلوكز از خون و ذخيره سازي آن در كبد و سلول هاي ماهيچه مي شود. با بالا رفتن قند خون ، انسولين اضافي قند خون را در يك لوپ فيدبك منفي كلاسيك پايين مي‌آورد . هنگامي كه  انسولين از سلول هاي بتا ترشح مي شود، آميلين نيز به داخل خون ترشح مي شود. آميلين تخليه معده را كند مي كند و باعث جلوگيري از ترشح گلوكاگون  توسط سلول هاي آلفاي پانكراس مي شود. تاثير آميلين پهن كردن پيك گلوكز خون پس از خوردن و كاهش مقدار انسولين مورد نياز است. وقتي سطح قند خون به نرمال بر مي گردد، سلول هاي بتا ترشح انسولين و آميلين را متوقف مي سازند. وقتي سطح گلوكز به شاخص پايين رسيد، سلول هاي آلفاي پانكراس ، گلوكاگون را مستقيما به داخل خون  مي ريزند. گلوكاگون باعث مي شود كبد گلوكز ذخيره شده را به داخل خون برگرداند. افزايش گلوكاگون سطح گلوكز خون را در يك حلقه فيدبك مثبت افزايش مي دهد. سه هورمون درون ريز به عنوان سيستمي براي كنترل سطح گلوكز خون بين محدوده پايين و بالا عمل مي‌كنند. هنگامي كه سلول هاي بتا از پروانسولين ها انسولين مي سازند، يك پپتيد  اتصال دهنده يا C-peptide در خون به عنوان شاخصي از عدم ترشح انسولين از پانكراس استفاده مي شود و اين حقيقت باعث تشخيص ديابت نوع يك است .  پپتيد C تنها به عنوان يك محصول همراه انسولين شناخته مي شد اما اكنون تاثيرات مهم عصبي آن نيز مورد بررسي است. درحالت ايده آل براي بازسازي عملكرد طبيعي يك پانكراس، بايد تمام عملكردهاي درون ريز يك پانكراس كه شامل تحويل انسولين ، آميلين، گلوكاگون و پپتيد C است ، توسط پانكراس مصنوعي انجام شود.
قديمي ترين حالت درمان ديابت نوع يك كه ناشي از عملكرد ناصحيح پانكراس است، درمان با انسولين است. در افراد وابسته به انسولين سطح گلوكز خون ،تنها به وسيله استفاده از انسولين كنترل مي شود. مقدار گرم كربوهيدرات به وسيله اندازه گيري غذا تخمين زده مي شود و اين اندازه گيري براي مشخص كردن مقدار انسولين لازم براي پوشش غذا به كار مي رود. محاسبات بر پايه يك مدل ساده حلقه باز است. نسبت انسولين به كربوهيدرات در گرم كربوهيدرات ضرب مي شود تا واحد انسولين مورد نياز محاسبه شود. سپس مقدار انسولين به وسيله اندازه گيري گلوكز خون پيش غذايي تنظيم مي شود. انسولين به زير پوست تزريق شده و در طي 15 دقيقه وارد چرخه خون مي‌شود. وقتي انسولين در خون عمل كرد، سطح  گلوكز خون مي تواند مجددا كنترل شود و لزوم تزريق انسولين بيشتر يا خوردن كربو هيدرات بيشتر براي حفظ تعادل، تشخيص داده مي شود.تفاوت هايي بين جايگزيني انسولين در مقايسه با تحويل انسولين توسط پانكراس وجود دارد. دز انسولين به وسيله اندازه گيري غذا پيش بيني مي شود در حالي كه اندازه گيري دقيق كربو هيدرات مشكل است اما انسولين پانكراس در پاسخي متناسب با سطح گلوكز واقعي خون ترشح مي شود. انسولين پانكراس در باب سياهرگي مي ريزد كه مستقيما به كبد مي رود كه مهم ترين ارگان براي ذخيره گليكوژن است. انسولين پانكراس، ضرباني است كه به حفظ حساسيت انسوليني بافت كبدي كمك مي كند. انسولين تزريقي به صورت زير پوستي تحويل داده مي شود و مستقيما به داخل خون نمي رود، پس بين تزريق انسولين تا كاهش گلوكز خون يك تاخير زماني خواهيم داشت در نتيجه آن را تا 15 دقيقه قبل از خوردن غذا تزريق مي كنيم. درمان جايگزيني انسولين شامل آميلين نيست كه مي تواند انسولين مورد نياز را تا 50 درصد كاهش دهد. انسولين جايگزين بهترين تعادل را برقرار مي كند تا استفاده زياد آن براي كاهش قند خون در زمان خوردن ايجاد شود ولي در عين حال احتياطي براي جلوگيري از ايجادكاهش قند خون پس از خوردن به دليل انسولين اضافي ايجاد نشود. در حالي كه پانكراس انسولين را به مقدار زياد ترشح مي كند و سپس به طور خودكار با ترشح گلوكاگون در پايان سيكل انسولين سطح قند خون را مديريت مي كند و از هايپوگلي سمي جلوگيري مي كند. يك پمپ انسولين براي ريختن انسولين با عملكرد سريع، اولين گام در جهت شبيه سازي عملكرد پانكراس است. پمپ    مي تواند به طور دقيق باعث افزايش كم انسولين در مقايسه با تزريق شودو كنترل الكترونيك آن باعث شكل‌دهي مقدار در طول زمان براي تطبيق انسولين با وضعيت موجود است. پمپ انسولين به وسيله يك پمپ كاربر كنترل مي شود كه به طور دستي بر پايه آخرين اندازه گيري گلوكز خون و تخمين گرم كربوهيدرات مصرفي، دز انسولين را مشخص مي‌كند. به اين روش پيش بين حلقه باز گفته مي شود.  هنگامي كه دز مشخص شده و تحويل داده مي شود، پمپ ، تحويل نرخ پايه انسولين را برپايه برنامه اي كه به آن داده شده است ، ادامه مي دهد. اين برنامه بر پايه احتياجات انسولين پيش بيني شده كاربر پمپ، به واحد كنترل پمپ داده شده است.  ‌در حالي كه روش جايگزيني انسولين از نظر حفظ حيات مفيد است اما تاثيرات طولاني مدت آن در مورد ايجاد هايپرگلي سمي كافي نيست.

پانكراس مصنوعي
پانكراس مصنوعي يك تكنولوژي در حال پيشرفت براي كمك به مردمي با مشكل ديابت است كه سطح گلوكز خون خود را با جايگزيني عملكرد درون ريزي يك پانكراس سالم ، به طور خودكار كنترل كنند. پانكراس عملكردهاي مختلفي مربوط به برون ريزي (گوارش) و درون ريزي (هورموني) دارد اما فقدان انسولين محرك اصلي ايجاد يك جانشين است. درحالي كه وضعيت كنوني درمان جايگزيني انسولين از نظر توانايي حيات بخشي رضايت بخش است، اما عمل مديريت دستي سطح قند خون با انسولين بسيار پرزحمت و ناكافي است. هدف از ايجاد يك پانكراس مصنوعي دو موضوع است: براي بهبود درمان جايگزيني انسولين در حالي كه گلي سمي نيز در كنترل نرمال است و از ايجاد مشكلات هايپر گلي سمي پرهيز شده است و دوم براي تسهيل بار درماني وابسته به انسولين. بااستفاده از پانكراس مصنوعي و كنترل گلوكز مي‌توان بسياري از بيماري هاي كليوي، حملات قلبي، سكته، كوري و مرگ ناشي از سير هيپوگلي سمي را در مبتلايان به ديابت كاهش داد. 
روش هاي مختلف انجام اين عمل به سه صورت كلي مهندسي زيستي، ژن درماني و تجهيزات پزشكي است:

الف)روش مهندسي زيستي
روش بيولوژيك ايجاد يك پانكراس مصنوعي، كاشت يك بافت زيست مهندسي است كه شامل سلول هاي جزيره اي است كه در پاسخ به گلوكز حس شده، مقدار مورد نياز از انسولين، آميلين و گلوكاگون را ترشح مي كنند. وقتي سلول هاي جزيره اي از طريق پروتكل ادمونتون كه در دانشگاه آلبرتا به همين منظور تصويب شد، كاشته مي شود، توليد انسولين و كنترل گلي سمي با به خطر انداختن ايمني بدن همراه است. كپسول سازي سلول هاي جزيره اي در يك پوشش محافظ براي جلوگيري از پاسخ سيستم ايمني به سلول هاي كاشته شده است كه از بار كاهش ايمني فرايند كم كرده و به اثرات طولاني و مفيد كاشت كمك مي كند. يك مفهوم پانكراس زيست مصنوعي، استفاده از سلول هاي جزيره اي كپسولي براي ساخت يك صفحه جزيره اي است كه    مي تواند از طريق جراحي كاشته شود و به عنوان پانكراس مصنوعي عمل كند. طراحي صفحه جزيره اي شامل يك شبكه داخلي فيبري براي توليد استحكام صفحه ، سلول هاي جزيره اي كپسول شده براي پرهيز از تحريك پاسخ سيستم ايمني كه به شبكه فيبري وصل شده اند، لايه حفاظتي نفوذپذير نسبي در اطراف صفحه كه اجازه انتشار مواد مغذي و هورمون‌هاي ترشح شده   را   مي دهد و پوشش حفاظتي براي جلوگيري از پاسخ بدن به جسم خارجي كه باعث عكس العمل فيبروتيك مي شود و ديواره صفحه را از بين برده و سلول هاي جزيره اي را معيوب مي سازد، مي شود.
تحقيقات صفحه جزيره اي در بسياري از حيوانات انجام شده و به زودي بر روي انسان نيز انجام مي شود.

ب) روش ژن درماني
تكنولوژي ژن درماني به سرعت پيشرفت مي كند به طوري كه روش هاي درون ريزي چندگانه را پوشش داده و مي تواند براي درمان ديابت استفاده شود. ژن درماني مي تواند براي توليد انسولين به طور مستقيم استفاده شود. يك داروي زباني داراي حامل هاي ويروسي كه شامل توالي انسولين هستند، هضم شده و ژن ها را به روده بالايي تحويل مي دهند.سلول هاي روده اي به عنوان سلول هاي آلوده ويروسي عمل مي‌كنند و پروتئين انسولين را مي سازند. ويروس مي تواند كنترل شود تا تنها سلول هايي را آلوده كند كه به حضور گلوكز پاسخ دهند پس انسولين تنها در حضور سطح بالاي گلوكز ايجاد مي شود.بر پايه تعداد محدود حامل ها ، سلول هاي روده اي كمي جمع شده و به طور طبيعي پس از چند روز مي ميرند. بنابراين با تغيير مقدار داروي زباني مورد استفاده، مقدار انسولين ايجاد شده به وسيله ژن درماني مي تواند در صورت نياز كم يا زياد شود. وقتي سلول هاي روده اي توليد كننده انسولين مي ميرند، با اضافه كردن دارو جايگزين مي‌شوند.
ژن درماني مي تواند به وسيله درمان مسبب تخريب سلول هاي بتا انجام شود، بنابراين درمان كامل و بازگشت ناپذير است.
ژن درماني مي تواند به وسيله تبديل سلول‌هاي بنيادي روده دوازدهه به سلول هاي بتا كه انسولين و آميلين را به طور طبيعي توليد مي‌كنند انجام شود.  با تحويل DNA سلول هاي بتا به سلول هاي روده اي دوازدهه يا دئودنوم ، سلول هاي روده اي كمي به سلول هاي بتا تبديل خواهند شد و پس از آن سلول هاي بنيادي ميانسال به سلول هاي بتا ارتقا  پيدا خواهند كرد. اين باعث ايجاد يك منبع سلول هاي بتاي خود تكثير در ناحيه دوازدهه مي شود و اين سلول‌هاي بتا با توجه به مقدار كربوهيدرات مصرف شده انسولين مناسبي را خواهند ساخت.

پ) روش تجهيزات پزشكي                                                                                                             اين پانكراس مصنوعي سيستمي است كه مي‌تواند انقلابي در مراقبت از بيماران ديابتي ايجاد كند و زندگي افراد مبتلا به ديابت نوع يك را بهبود ببخشد. اين پانكراس مصنوعي از دو تكنولوژي استفاده مي كند: مانيتورينگ گلوكز پيوسته و پمپ انسولين كه با استفاده از يك الگوريتم ، مقدار انسولين و زمان تحويل آن را مشخص مي سازد.
تكنولوژي مانيتورينگ گلوكز خون پيوسته عمل پانكراس مصنوعي را بدين ترتيب انجام مي دهد:
1-نمايش گلوكز خون خودكار هر چند دقيقه بدون دخالت كاربر 
2-نمايش  نمودارهاي وابسته به افزايش يا كاهش قند خون كه در پيش بيني سطح قند خون در آينده نزديك مفيد است.
3-مقايسه سطح قند خون و پيش بيني ها در مقابل يك آستانه قند خون بالا و تذكر به كاربر براي تغيير دز پمپ انسولين
4-مقايسه سطح قند خون و پيش بيني ها در مقابل يك آستانه قند خون پايين و تذكر به كاربر براي تغيير دز يا خوردن چيزي
اين توانايي ها جرياني از اطلاعات همزمان را فراهم مي كند كه براي كنترل حلقه بسته مستقيم پمپ انسولين به كار مي رود. عمليات مانيتور پيوسته گلوكز )CGM( در سال 2005 به وسيله FDA تاييد شد.
برخي نتايج در تكنولوژي حسگري پيوسته عملكرد حاضر روشن مي سازد كه براي كاربرد پانكراس مصنوعي مطالعات بيشتري لازم است. اول اين كه سنسورهاي پيوسته احتياج به كاليبراسيون ، البته كم تعداد ، در طول روز را دارند كه به وسيله انجام يك تست گلوكز خون دستي با ميله انگشتي و سپس ورود اطلاعات گلوكز خون در سيستم پيوسته براي تصحيح سنسور انجام مي شود. سنسورهاي پيوسته، گلوكز داخل شبكه اي را اندازه مي گيرند، پس بين اطلاعات سنسور و گلوكز خون صحيح ، يك تاخير زماني وجود دارد. اين كنترل خودكار هوشياري كاربر را حذف مي كند كه مي تواند به عنوان يك محافظ اضافي در زمان وجود اطلاعات غلطي كه بايد قبل از عمل بازبيني شوند، استفاده شود. هرچه مانيتور پيوسته گلوكز خون ارتقاء يابد وضعيت پانكراس مصنوعي نيز بهبود پيدا مي كند.

فيدبك اطلاعات گلوكز خون همزمان به پمپ انسولين براي كنترل پايه
مرحله اول در كنترل يك پمپ انسولين بر پايه اطلاعات گلوكز خون پيوسته ، كنترل خودكار نرخ پايه پمپ انسولين است. وقتي يك دز به تازگي ايجاد شده باشد، پمپ مي‌تواند سطح گلوكز خون را با استفاده از تنظيم نرخ پايه در صورت نياز مديريت كند، بدين ترتيب كه:
 هنگامي كه قند خون بالا رود، يك دز تصحيح گركنترل مي تواند به طور خودكار تحويل شده و يك نرخ پايه بيشتر، تنظيم شود. وقتي قند خون پايين رود، نرخ پايه به تعويق مي افتد تا مقداري انسولين، حذف شده و سطح قند خون بازگردد، تا زماني كه با يك نرخ پايين تر جديد ادامه پيدا كند. با استفاده از تكنيك فيلترسازي تطبيقي، پمپ مي تواند نرخ پايه منحصربه فردي را براي هر شخص به عنوان تابعي از زمان فرا گيرد. در زمان كنترل نرخ پايه، حلقه بسته مي تواند خطاي مقدار غذا را كه براي غذاي مصرف شده كم يا زياد است، تصحيح كند. به اين صورت كه عدم تعادل بين دز انسولين و سطح گلوكز خون را تشخيص مي دهد و براي تصحيح كمبود انسولين دزگيري خودكار انجام مي دهد . براي تصحيح فراواني انسولين، كاهش يا توقف خودكار نرخ پايه انجام مي شود. از تكنيك فيلتر سازي تطبيقي براي ياددهي نرخ انسولين به كربوهيدرات براي هر مقدار غذا ، استفاده مي شود.

تركيب آميلين و انسولين
 هنگامي كه آميلين مصنوعي با نام تجاري Pramlintide در تركيب با انسولين استفاده مي شود، مزاياي كنترل گلي سمي پس از نهار، قابل توجه است. Pramlintide درماني جديد براي ديابت محسوب مي شود. در اين درمان ، pramlintide قبل از غذا نزريق مي‌شود و دز انسولين براي غذا تا50 درصد كاهش مي يابد.
Pramlintide مي تواند با استفاده از پمپ انسولين تزريق شود. تركيب Pramlintide و انسولين در يك كارتريج   از نظر عملي تاييد شده نيست، پس دو پمپ تزريق به طور همزمان استفاده   مي شوند. چون انسولين و آميلين به وسيله سلول هاي بتاي پانكراسي، در پاسخ به افزايش سطح گلوكز خون، ترشح همزمان مي‌شوند، استفاده از انسولين و Pramlintide به همراه هم، به عملكرد طبيعي پانكراس نزديك تر است. آميلين مصنوعي مي‌تواند در پروژه پانكراس مصنوعي استفاده شود چرا كه انسولين و Pramlintide مي توانند در آينده به طور خودكار با هم ترشح شوند كه اين عمل به صورت يك تركيب از يك پمپ انسولين خودكار يا دو پمپ تزريق خودكار انجام مي شود به اين صورت كه عملكرد پمپ انسولين به عنوان پايه و پمپ آميلين به عنوان پيرو انجام مي‌شود يا در حالتي ديگر يك سيستم دوگانه در يك پمپ عمل مي‌كند،  يعني با دو كارتريج، يك تيوب ست تزريق دوگانه و دو ضميمه زيرپوستي.
بدين ترتيب سير گلي سمي پس از نهاري نسبت به مصرف انسولين تنها، بهبود مي يابد، دز مصرفي و شيب آن كاهش مي يابد و به طور كلي به دليل اينكه در اين روش،  عملكرد طبيعي پانكراس را عينا انجام داده ايم ممكن است از بعضي مزاياي آن بي خبر باشيم.

فيدبك همزمان اطلاعات گلوكز خون به پمپ انسولين براي كنترل دز
توانايي كنترل الكترونيكي يك پمپ انسولين به ويژه در قابليت فرم دهي دز، پيشنهاد مي كند كه الگوريتم كنترل مي تواند تابع عملكرد پانكراس سالم را در مدهاي تقليدي بيشتر بازسازي كند. در حال حاضر، دز انسولين، يك دز پيش بيني شده بر پايه تغذيه است كه به طور كامل تزريق مي‌شود. اما با مزاياي كنترل حلقه بسته انسولين پايه، دز استاندارد با روش" حدس بزن و بعد قطعي كن" است. در فيزيولوژي  پانكراس، آميلين  و انسولين از سلول هاي بتا به طور پالسي مستقيما به كبد در پاسخ به سطح گلوكز خون ترشح مي شوند. ترشح طبيعي از سلول هاي بتا يك پاسخ حلقه بسته به گلوكز حس شده است و شكل تحويل انسولين قابل تطبيق است و متناسب با غذاي خورده شده و توانايي متابوليك بدن بيمار است. همچنان كه تكنولوژي مانيتورينگ گلوكز خون پيوسته پيشرفت مي كند، اجزاء اصلي، نوعي كنترل به وسيله استفاده از الگوريتم كنترل تناسبي، مشتقي، انتگرالي  )PID(استفاده مي‌كند. اين باعث تزريق يك دز تطبيقي مي شود كه شكل و دز كلي خود را بر پايه عملكرد اندازه گيري شده دز، در جريان كار عوض مي كنند كه وابسته به موارد زير است:
1-نرخ افزايش گلوكز ( تابع مشتق بايد انسولين بيشتري براي سرعت افزايش قند خون تحويل دهد.)
2- قله منحني گلوكز  ( تابع تناسبي بايد انسولين بيشتري براي قله بالاتر قند خون تحويل دهد.)
3-مدت بالا رفتن گلوكز ( تابع انتگرال بايد براي زمان طولاني قند خون بالا، انسولين بيشتري تحويل دهد.)
دز تطبيقي مي تواند با فرض يك تناسب نوعي و شكل دز ،مثل دز تركيبي شروع شود. در اين حالت يك پيش دز از Pramlintide به صورت اختياري در نظر گرفته شده و نتايج حاصله با زمان انسولين حل و فصل مي شود. به وسيله پالسي كه توسط سطح گلوكز خون و نمودارهاي تغيير سطح گلوكز مقياس بندي شده است، تركيب دز اوليه مقدار‌دهي مي شود.  تصحيح موج مربعي سهميه بندي دز ، در صورت افزايش قند خون، به صورت افزايشي يا گسترشي و در صورت كاهش قند خون ، به صورت كاهشي و محدود سازي از نظر مدت زمان خواهد بود. 
هنگامي كه  تحويل دز به طور خودكار انجام شود باعث افزايش دقت در تحويل كلي انسولين در زمان لزوم و حذف سير گلي سمي بر اساس خطاي كاربر مثل فراموشي در دزگيري مي شود. همچنين در اين حالت با تغيير رژيم كربوهيدراتي به خاطر انتخاب غذا و با  نياز هاي متابوليك گوناگون به خاطر استرس، بيماري يا ورزش، تطبيق پذيري كامل خواهيم داشت. علاوه بر اين كاربر استفاده كننده نيز آزادي بيشتري خواهد داشت.

تركيب گلوكاگون
هدف گلوكاگون افزايش قند خون با افزايش ترشح گلوكز ذخيره كبدي است. گلوكاگون انسان به وسيله تكنولوژي DNA وراثت جديد، تركيب شده و در كيت نجات گلوكاگون به صورت يك پودر خشك موجود است. مداد هاي تزريق گر گلوكاگون نيز در انگلستان براي تزريق به همراه انسولين براي بيماران ديابتي در دسترس هستند . اين براي نجات بيماران ديابتي كه به خاطر وضعيت هايپوگلي سمي بيهوش شده اند مفيد است. در عملكرد پانكراس طبيعي، گلوكاگون به وسيله محصولات انسولين و آميلين سلول هاي بتا ، در زماني كه قند خون بالا است متوقف مي شودو سپس با كاهش قند خون توليد مي شود. عملكرد پانكراس طبيعي، گلوكاگون را در آخر سيكل انسولين استفاده مي كند كه باعث ترشح گلوكز از كبد مي شود و دو مزيت دارد: اول پيشگيري از قند خون پايين و دوم افزايش سرعت عملكرد كلي انسولين با حذف دنباله انسولين.
اگر يك پانكراس مصنوعي براي تحريك پانكراس طبيعي درون ريز به سطح ماكزيمم استفاده شود، انسولين و آميلين براي شروع سيكل انسولين استفاده شده و گلوكاگون براي پايان سيكل انسولين به كار مي رود. تحقيقات بر روي خوك هاي ديابتي كه تركيب گلوكاگون و انسولين را از طريق پمپ هاي زير پوستي جداگانه گرفته‌اند، يك كنترل حلقه بسته بدون ايجاد هايپوگلي سمي را نشان مي دهد. در حالي كه عملكرد درون ريزي تقليدي با گلوكاگون مطلوب به نظر مي رسد، مسائل مربوط به هزينه و پيچيدگي نيز در نظر گرفته مي شود.

تلاش‌هاي بنيادJDRF
در سال 2006 در آمريكا بنياد تحقيقات ديابتي نوجوانان )JDRF( يك برنامه چند ساله را براي شتاب دادن به در دسترس سازي پانكراس مصنوعي براي مبتلايان به ديابت آغاز كرد . از جمله تلاش هاي اين كمپاني، تدوين برنامه شبيه‌سازي است. از آنجا كه آزمايشات اوليه برروي حيوانات هزينه بر و زمان بر است، يك مدل شبيه‌سازي شده كامپيوتري براي اين كار ساخته شد كه به عنوان "in silico" شناخته مي‌شود. آزمايش in silico مي تواند كار را سال ها جلو بياندازد. در ژانويه سال 2008 ، FDA اين مدل را كه به وسيله JDRF ارتقا  يافته بود تاييد كرد.
آزمايشگاه ماساچوست براي نمايش سطح گلوكز يك نانو سنسور ساخته كه عمليات كاشت آن در زير پوست مثل حالت خالكوبي است. بعضي از سنسورها در زير پوست و توسط خود بيمار جاسازي مي شوند و بعضي به صورت طولاني مدت در بدن كاشته مي شوند. بعضي از اين سنسورها به طريق اپتيكي عمل مي كنند يعني با    استفاده از نور مادون قرمز، گلوكز خون را به طور دقيق اندازه گيري مي كند. يك سنسور مينياتوري كنار يك رگ خوني وصل مي‌شود و نور از طريق خون به يك آشكارساز مي‌رسد. مقدار جذب نور در طول موج خاصي از مادون قرمز ، نشان دهنده غلظت قند خون است. 

اولين آزمايشات كلينيكي
در فرانسه، يك آزمايش پزشكي از پانكراس مصنوعي تحت انجام است. سنسور قابل كاشت از طريق رگ گردن به سمت قلب هدايت مي‌شود. سنسور از طريق يك سيم الكتريكي زير پوستي به پمپ انسوليني قابل كاشت متصل مي‌شود. وقتي سطح قند خون نوسان پيدا مي‌كند، يك سيگنال به پمپ مي گويد كه چقدر انسولين تحويل دهد. سنسور گلوكز را با دقت 95 درصد نسبت به اندازه گيري انگشتي نشان مي‌دهد. سطح گلوكز خون در بيش از 50 درصد زمان با استفاده از پمپ و سنسور در محدوده نرمال باقي مي ماند. هايپوگلي سمي به 5 درصد كاهش پيدا مي كند. پمپ انسولين 8 ماه كار مي‌كند و سنسور بايد پس از 9 ماه عوض شود. برنامه رياضي كه مشخص مي كند چقدر انسولين در زمان هاي مختلف روز بايد تحويل شود، احتياج به بازبيني دارد.

منبع: نشریه مهندسی پزشکی شماره ۱۰۱