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人工膵臓は、糖尿病患者の血糖値をよりよく制御するために使用される医療機器です。健康な膵臓の機能の一部を模倣しているため、人工膵臓と呼ばれています。また、閉ループシステム、自動インスリン送達システム、または血糖コントロールのための自律システムとも呼ばれます。実際には、複数のデバイスが1つにまとめられています。膵臓の機能
人工膵臓の機能と仕組みを理解するには、まず体内の膵臓の機能と、膵臓が産生および調節する重要なホルモンを理解することが役立ちます。
膵臓は腹部の胃と肝臓の近くにあり、細長い形をしています。それはしばしば臓器と呼ばれますが、腺と呼ぶ方がより正確かもしれません。血糖値の調節に重要な役割を果たす重要なホルモンであるインスリンとグルカゴンを生成および放出するように機能します。
膵臓は内分泌系と消化器系の一部です。インスリンとグルカゴンを生成することに加えて、膵臓は消化酵素を生成および放出します。
インスリンは血流に放出されますが、消化酵素は膵管に放出されます。彼らは最終的に小腸に達し、そこで私たちが食べる食物を分解するのを助けます。
ランゲルハンス島は、インスリンとグルカゴンを作成および分泌する膵臓内の細胞であり、膵臓内の腺房細胞は、消化酵素を作成および分泌します。
糖尿病と膵臓
糖尿病は、膵臓が血糖を調節するのに十分なインスリンを産生できないことの結果として、またはインスリン抵抗性の結果として発生します。
体が十分なインスリンを生産できない場合、それは太りすぎていない子供や若者によく起こります。それは、免疫系がインスリンを作る膵臓の特殊な細胞であるランゲルハンス島を攻撃して破壊する自己免疫疾患によって引き起こされると考えられています。
一部の人々は、インスリン産生に追いつくのに十分なこれらの細胞を単に生まれていなかった可能性もあります。このタイプの糖尿病は通常1型糖尿病と呼ばれます。
インスリン抵抗性は、体がインスリンを作っているが、細胞がそれに反応しない、または本来あるべき方法でそれを使用しない場合です。このタイプの糖尿病は、しばしば過体重である高齢者によく見られ、2型糖尿病と呼ばれます。
人工膵臓デバイスシステム
人工膵臓は、膵臓の機能の一部（すべてではない）を模倣するデバイスで、通常は1型糖尿病の治療に使用されます。 1型糖尿病は、血糖値を頻繁に確認し、血糖値が高すぎる場合はインスリンを投与し、低すぎる場合はブドウ糖を投与することによって管理されます。人工膵臓は、これらの機能を自動的に実行するいくつかのデバイスで構成されています。
2016年に米国食品医薬品局（FDA）によって承認された人工膵臓は、MiniMed 670Gと呼ばれます。デバイスを着用している人が何らかの入力を必要とするため、「完全自動」人工膵臓とは見なされません。たとえば、食事中に消費する炭水化物の量を入力し、血糖値を確認してデバイスを調整する必要がある場合があります。全自動膵臓を開発するために現在の研究が進行中です。
人工膵臓に含まれるデバイスには3つのタイプがあります。それらは、継続的なグルコース監視システム、コンピューター制御のアルゴリズムデバイス、およびインスリン注入デバイスです。
連続ブドウ糖監視システム
このデバイスは、継続的かつ自動的に血糖値を監視し、その情報をコンピューター制御のアルゴリズムデバイスに送信します。継続的なブドウ糖監視（CGM）システムにより、指を刺したり、血糖値を1日数回手動でテストしたりする必要がなくなります。皮膚の真下（皮下）に挿入するセンサーです。 MiniMed 670Gは5分ごとに血糖値をチェックします。
CGMシステムを調整するために、定期的に血糖値を確認する必要があるかもしれませんが、1日を通して何度も血糖値を確認している人にとって、CGMは人生を変える可能性があります。
また、血糖値の増減を検出し、血糖値が危険なレベルに達する前に警告を発することができます。
コンピューター制御アルゴリズム装置
これは、スマートフォン、ホームコンピューター、または別の種類のコンピューターである可能性がありますが、それにも関わらず、連続グルコース監視システムとインスリン注入装置の間で通信するように機能します。複雑な数式を実行し、結果に基づいてインスリンポンプに必要なインスリンの量を通知します。
インスリン注入装置
インスリン注入デバイスは、インスリンを皮下に送達することができ、1日を通して複数回のインスリン注射を行う必要をなくします。インスリンポンプも個別に入手できますが（人工膵臓の一部としてではありません）、通常は手動で用量を入力する必要があります。
MiniMed 670Gは、CGMが低血糖を検出した場合にインスリン投与量を自動的に減少させるか、または血糖値が高いときにそれを増加させることができます（どちらのモードでもこれを実行します）。特定の基礎用量のインスリンを送達するようにインスリンポンプをプログラムできる手動モードと自動モードがあります。自動モードでは、MiniMed 670GはCGMからの結果に従ってインスリンの基礎レートを調整します。
人工膵臓を得ることができる人
現在、FDAによって承認された唯一の人工膵臓デバイスは、MiniMed 670Gです。将来的には、他のより高度で「完全に自動化された」デバイスが承認される可能性があり、それらのデバイスを使用することで利益を得ることができる要件が異なります。
MiniMed 670Gは現在、1日に8単位を超えるインスリンが必要な14歳以上の1型糖尿病患者に承認されています。
7歳未満の方は使用しないでください（7〜14歳の方での使用の有効性については現在調査中です）。
人工膵臓の処方箋が必要であり、医師との密接な接触を維持する必要があります。また、定期的に血糖値をチェックして、CGMを調整し、医療用IDカードを携帯する必要があります。