Wie kann eine künstliche Bauchspeicheldrüse Menschen mit Typ-1-Diabetes helfen?

Aug 27, 2023

Automatisierte Insulinabgabesysteme, auch künstliche Bauchspeicheldrüse genannt, können die glykämischen Ergebnisse verbessern und Menschen mit Typ-1-Diabetes die tägliche Selbstversorgung erleichtern.

Automatisierte Insulinabgabesysteme (AID), auch künstliche Bauchspeicheldrüse genannt, helfen Menschen mit Typ-1-Diabetes, Aufgaben wie die Überwachung ihres Blutzuckers und die Einnahme von Insulin zu automatisieren. AID-Systeme verbessern die glykämischen Ergebnisse und die Lebensqualität vieler Menschen, ihre hohen Kosten und andere Hindernisse verhindern jedoch eine breitere Anwendung. Sue Brown, MD, Professorin für Endokrinologie an der University of Virginia School of Medicine, beschreibt, wie AID-Systeme Patienten bei der Bewältigung von Diabetes helfen können und was die Zukunft dieser innovativen Technologie ist.

F: Was ist eine künstliche Bauchspeicheldrüse?

A: Viele Menschen haben den Begriff „künstliche Bauchspeicheldrüse“ verwendet, aber mein bevorzugter Begriff ist „automatisierte Insulinabgabe“ oder AID. Möglicherweise finden Sie auch den Begriff „System mit geschlossenem Regelkreis“.

Diese Systeme ermitteln automatisch den Insulinbedarf und passen die Insulinabgabe an den aktuellen Bedarf einer Person mit Typ-1-Diabetes an. Die meisten AID-Systeme führen dies etwa alle 5 Minuten durch, um den Blutzuckerzielbereich der Patienten so weit wie möglich zu halten. Diese Systeme reduzieren auch das Risiko einer Hyperglykämie und Hypoglykämie.

Diese Systeme bestehen aus drei Komponenten, die mithilfe der Bluetooth-Technologie zusammenarbeiten und kommunizieren

AID-Systeme nutzen aktuelle und historische Informationen über die Insulinabgabe, Blutzuckerziele und tatsächliche Blutzuckerwerte. Alle diese Informationen fließen in die Berechnungen ein, die das System durchführt, um zu bestimmen, wie viel Insulin aktuell benötigt wird.

Es gibt viele Systeme mit unterschiedlichen Konfigurationen von Geräten und Algorithmen. Allein in diesem Jahr hat die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) drei neue Algorithmen für den Einsatz in AID-Systemen zugelassen. Die meisten Systeme sind für Menschen ab 6 Jahren mit Typ-1-Diabetes gedacht, aber die FDA hat mindestens ein System für Kinder ab 2 Jahren zugelassen. Künstliche Bauchspeicheldrüsensysteme wurden bei Menschen mit Typ-2-Diabetes untersucht, die Insulin benötigen, dies ist jedoch nicht der Fall noch von der FDA für diese Population zugelassen.

F: Warum ist diese Technologie für Menschen mit Typ-1-Diabetes so wichtig? Wie kann es das Diabetes-Management im Vergleich zu CGMs oder Insulinpumpen allein verbessern?

A: Viele, wenn nicht die meisten Menschen mit Typ-1-Diabetes erreichen nicht die Ziele der American Diabetes Association (ADA) für glykämische Ergebnisse. Dies gilt insbesondere für Jugendliche und junge Erwachsene. Es ist klar, dass unterschiedliche Strategien erforderlich sind. AID ist eine solche Lösung zur Verbesserung der Ergebnisse.

Uns liegen viele Daten vor, die zeigen, dass AID-Systeme – unabhängig vom spezifischen Algorithmus oder der Konfiguration – Menschen in klinischen Studien und im wirklichen Leben kontinuierlich dabei helfen, ihre glykämischen Ziele zu erreichen. Das bedeutet, dass sich die Aufenthaltsdauer im Durchschnitt um etwa 2,5 Stunden pro Tag verlängert, der Hämoglobin-A1C-Spiegel um 0,3 bis 0,5 % sinkt und das Risiko einer Hypoglykämie sinkt. Natürlich variieren die genauen Zahlen von Person zu Person. Bemerkenswert ist, dass die Menschen über Nacht den größten Nutzen aus diesen Systemen ziehen. Dies ist für viele Menschen mit Typ-1-Diabetes ein gefährdeter Zeitraum, da beim Schlafen das Risiko einer Hypoglykämie besteht.

In den entscheidenden klinischen Studien wurden AID-Systeme mit der üblichen Pflege verglichen. In einigen Fällen verwendeten die Teilnehmer eine Insulinpumpe oder CGM ohne Algorithmus.

Das Schöne an AID ist, dass es den Prozess der täglichen Selbstpflege weiter automatisiert und gleichzeitig die glykämischen Ergebnisse verbessert. Dies bedeutet oft eine bessere Lebensqualität. Studien zeigen, dass Patienten mit Typ-1-Diabetes und ihre Betreuer möglicherweise weniger Angst und Stress verspüren. Die Systeme können auch die Angst vor Hypoglykämie bei Eltern von Kindern mit Typ-1-Diabetes verringern und so zu einem besseren Schlaf führen.

F: Welche Patienten können am meisten von einem AID-System profitieren?

A: Es gibt noch keine Bevölkerung mit Typ-1-Diabetes, die nicht von der Anwendung von AID profitiert hat. Es wurden Studien an sehr kleinen Kindern (im Alter von 2 bis 5 Jahren), älteren Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen durchgeführt. In diesen Altersgruppen haben wir eine deutliche Verbesserung der glykämischen Messwerte wie A1C-Wert und Zeit im Zielbereich für Glukose festgestellt. Diese Verbesserungen traten bei Menschen unterschiedlichen Einkommens sowie unterschiedlicher Rasse und ethnischer Gruppe auf.

Das bedeutet nicht, dass jeder in einer klinischen Studie die gleichen Ergebnisse hatte. Oftmals erzielten Teilnehmer, die mit einem sehr hohen A1C-Wert oder einer kürzeren Trainingszeit begannen, die größten Fortschritte. Aber sie erreichten nicht unbedingt einen so niedrigen A1C-Wert oder eine so hohe Reichweite wie diejenigen, die mit einem niedrigeren A1C oder einer längeren Reichweite begannen.

Unter den Altersgruppen helfen AID-Systeme vor allem Jugendlichen mit einem höheren A1C-Wert und einer kürzeren Aufenthaltsdauer. Diese automatisierten Systeme können kompensieren, wenn jemand beispielsweise einen Insulinbolus zu den Mahlzeiten verpasst. AID kann die Belastung verringern, die mit der täglichen Entscheidungsfindung im klinischen Management verbunden ist.

F: Wo liegen die Grenzen von AID-Systemen?

A: Die derzeit von der FDA zugelassenen Geräte schneiden besser ab, wenn Benutzer eine Art Essensankündigung bereitstellen. Um diese Systeme nutzen zu können, muss die betroffene Person oder ihr Betreuer jedoch nicht wissen, wie man Kohlenhydrate zählt. Stattdessen können sie eine feste Menge an Kohlenhydraten für einen Insulinbolus zu den Mahlzeiten eingeben, um die Verwendung dieser Systeme zu vereinfachen. Wenn sie für eine Mahlzeit keinen Bolus verabreicht haben, können die AID-Systeme dies bis zu einem gewissen Grad kompensieren. Eines der neueren Systeme verringert die Belastung noch weiter, indem es den Benutzern ermöglicht, anzugeben, ob sie eine normale Mahlzeit oder eine größere oder kleinere Mahlzeit zu sich nehmen.

Hilfsmittelsysteme sind beim Training nicht so gut geeignet. Es gibt immer noch große Anstrengungen, die Auswirkungen von Bewegung auf den Blutzuckerspiegel und den daraus resultierenden Insulinbedarf zu kontrollieren. Die Systeme verfügen oft über eine Einstellung, die an die körperliche Betätigung angepasst werden kann, aber dieser Bereich stellt immer noch eine Herausforderung dar.

In Bezug auf die Systemkomponenten müssen Benutzer verstehen, dass das Insulinpumpen-Infusionsset – der dünne Kunststoffschlauch, der die Insulinpumpe mit dem Körper der Person verbindet – versagen kann und wie man das erkennt. Sie müssen auch wissen, wann ein CGM möglicherweise nicht genau ist und wie sie damit umgehen können. Angehörige der Gesundheitsberufe können Patienten diese Fähigkeiten und den Umgang mit dem AID-System beibringen.

In einer perfekten Welt würden wir uns über eine künstliche Bauchspeicheldrüse freuen, die weniger Pflege erfordert und bei der man „einsetzen und vergessen“ kann, aber wir sind noch nicht ganz am Ziel.

F: Wie viel Prozent der Menschen mit Typ-1-Diabetes verwenden AID? Welche Hindernisse verhindern eine breitere Nutzung dieser Technologie?

A: Wir wissen nicht, wie viel Prozent der Menschen mit Typ-1-Diabetes AID verwenden. Wir wissen, dass der Einsatz von Diabetes-Behandlungstechnologie, insbesondere CGMs, deutlich zugenommen hat.

Bei der Entscheidung, ob AID für einen Patienten geeignet ist, müssen viele Faktoren berücksichtigt werden. Eine davon ist, ob eine Person ein Gerät am Körper tragen möchte oder nicht.

Wenn ein Patient ein AID-System erhalten möchte, stehen die Kosten und der Zugang vor einem Problem. Die Kosten für AID-Systeme variieren, können aber mehrere tausend Dollar betragen. Sie sind in der Regel durch eine Versicherung abgedeckt, es gibt jedoch alle möglichen Variationen des Versicherungsschutzes. Manchmal ist die Pumpe abgedeckt, das CGM jedoch nicht. Ich schreibe oft Berufungsschreiben für Patienten, deren Krankenkassen die Kostenübernahme verweigert haben. Einige Hersteller bieten finanzielle Hilfsprogramme an. Aufgrund der Kosten kann diese Technologie für einige Patienten jedoch unerreichbar sein. Hinzu kommen die laufenden Kosten für Insulin und Zubehör für CGMs und Insulinpumpen.

Es scheint, dass es beim Einsatz von Diabetes-Technologien sozioökonomische sowie rassische und ethnische Unterschiede gibt. Im Vergleich zu nicht-hispanischen weißen Patienten ist die Wahrscheinlichkeit, dass Patienten anderer Rassen und ethnischer Gruppen entweder eine CGM oder eine Insulinpumpe erhalten, geringer. Ich weiß noch nicht, ob das für AID-Systeme gilt. Es gibt wahrscheinlich viele Gründe für diese Unterschiede, und ich möchte das Problem einer möglichen Voreingenommenheit seitens der Angehörigen der Gesundheitsberufe hervorheben. Damit meine ich, dass Patienten, die davon profitieren könnten, möglicherweise kein Hilfsmittel angeboten oder unterstützt oder ermutigt wird, diese Systeme zu erwerben oder zu verwalten, was ein wichtiges Hindernis darstellt, das angegangen werden muss.

F: Wie können Angehörige der Gesundheitsberufe etwas über künstliche Bauchspeicheldrüsensysteme lernen und Patienten in deren Verwendung schulen?

A: Der erste Schritt besteht darin, mit der sich ändernden Technologie Schritt zu halten. Die verschiedenen AID-Systeme haben ihre Unterschiede. Medizinisches Fachpersonal muss sie verstehen, um Patienten bei der richtigen Auswahl und Anwendung von AID zu helfen, gemäß den klinischen Leitlinien für die Einführung künstlicher Bauchspeicheldrüsensysteme, die von einem internationalen Gremium entwickelt wurden. Diese Richtlinien enthalten Empfehlungen für Schulung und Ausbildung.

Neben der Ausbildung zum allgemeinen Diabetes-Management sollte auch eine technische Schulung in AID erfolgen. Manche mögen es vielleicht vorziehen, zuerst mit einem CGM oder einer Insulinpumpe zu beginnen, aber ich finde, dass viele, die noch nie Diabetes-Technologie verwendet haben, direkt mit der Anwendung von AID beginnen können.

Hersteller künstlicher Bauchspeicheldrüsensysteme bieten auch persönliche und Online-Schulungen für medizinisches Fachpersonal an. Berufsverbände bieten auch Schulungen an. Das PANTHER-Programm des Barbara Davis Center for Diabetes der University of Colorado bietet Gerätedatenblätter, eine Gerätevergleichstabelle und mehr auf seiner Website.

F: Wie sieht die Zukunft der künstlichen Bauchspeicheldrüsenforschung aus? Welche Wissenslücken bleiben bestehen? Welche technischen Verbesserungen sind möglich?

A: Es gibt viele anhaltende Herausforderungen in der AID-Forschung. Wie ich bereits erwähnt habe, sind Kosten und Zugang Hürden. Ein weiteres Problem ist die Behandlung einer postprandialen Hyperglykämie oder eines hohen Blutzuckerspiegels, der nach den Mahlzeiten auftritt. Das hängt zum Teil damit zusammen, wie subkutanes Insulin im Körper wirkt, was ziemlich langsam ist. Forscher versuchen herauszufinden, ob einige Medikamente gegen Typ-2-Diabetes, wie etwa GLP-1-Rezeptoragonisten, Zusatzmedikamente sein könnten, die bei postprandialer Hyperglykämie helfen könnten.

Außerdem hat Bewegung viele komplexe Auswirkungen auf den Blutzuckerspiegel. Dafür gibt es viele Gründe. Einer davon ist, dass die subkutane Insulinwirkung im Körper verlängert wird und sich bei Bedarf während des Trainings nicht schnell genug abschaltet. Wir brauchen Möglichkeiten für AID-Systeme, Insulin besser zu regulieren, um das Risiko einer Hypoglykämie nach dem Training zu verringern.

Patienten haben immer noch viele Interaktionen mit dem AID-System. Mehrere Forschungsgruppen arbeiten daran, diese Belastung zu verringern, indem sie Algorithmen entwickeln, die die Gabe von Insulinboli für Korrekturen oder Mahlzeiten entweder nicht erfordern oder die Notwendigkeit minimieren.

Andere Forscher untersuchen Insuline mit unterschiedlichen Wirkungen im Körper oder unterschiedlichen Methoden der Insulinabgabe. Es werden auch Dual-Hormon-Systeme untersucht, die Insulin zusammen mit anderen Hormonen wie Glucagon verabreichen, das zur Behandlung von Hypoglykämie eingesetzt wird.

Schließlich benötigen wir größere und längerfristige Versuche mit AID-Systemen, um die Fähigkeit der Systeme, langfristige Vorteile für die Stoffwechselkontrolle zu bieten, besser zu verstehen.

Bieten Sie Ihren Patienten künstliche Bauchspeicheldrüsensysteme an? Teilen Sie es unten in den Kommentaren.

Sue Brown, MD, ist eine Endokrinologin, die Behandlungsmöglichkeiten für Menschen mit Diabetes erforscht, mit Schwerpunkt auf automatisierten Insulinabgabesystemen. Als Fakultätsmitglied am University of Virginia Center for Diabetes Technology und der Abteilung für Endokrinologie hat sie an der Entwicklung und Bewertung mehrerer AID-Systeme mitgewirkt. Sie ist Hauptforscherin für drei NIDDK-Stipendien, die darauf abzielen, AID-Systeme weiter zu optimieren, um das Leben von Menschen mit Typ-1-Diabetes zu verbessern.