Et dansk forskerhold har netop afsluttet de første forsøg i udviklingen af en kunstig bugspytkirtel, der automatisk kan regulere diabetikeres blodsukker og holde det stabilt, uden de selv skal foretage sig noget.
Den kunstige bugspytkirtel består af en blodsukkersensor, der er placeret under huden på maven af diabetikere, som måler blodsukkerniveauet og sender besked til en computer. Computeren beregner, hvor meget insulin diabetikeren skal have og sender besked til en pumpe, der sender den mængde insulin ind i kroppen, der er brug for, for at holde blodsukkeret stabilt.
Konceptet med den kunstige bugspytkirtel er set tidligere, hvor forskere rundt om i verden har udviklet forskellige former for blodsukkerregulatorer, men ifølge John Bagterp Jørgensen, der er lektor ved DTU Informatik og leder forskergruppen, har den danske kunstige bugspytkirtel nogle væsentlige forbedringer i forhold til tidligere udgaver.
»Vi kan se, at vores resultater er bedre end dem, man kan finde i andre publikationer, som man har lavet i andre forskningsgrupper. Vores grundlæggende reguleringsstrategi er anderledes, end hvad man tidligere har lavet inden for området. Den er baseret på det, der hedder modelprædiktiv regulering med nogle specielle algoritmer, der gør den mere robust end andre,« siger John Bagterp Jørgensen.
En af de udfordringer, som andre regulatorer er kommet til kort overfor, er, at der er meget stor variation i behovet for insulin fra patient til patient og fra uge til uge. Det gør det svært at lave en regulator, der virker godt for alle diabetikere, fortæller John Bagterp Jørgensen.
»Hvis man har én model, der virker rigtig godt i én uge, så kan man ikke være sikker på, at den virker godt ugen efter. Men det, vi har fået bygget ind og har fået til at virke rigtig godt, er en robusthed over for denne her patientvariabilitet i vores styringsalgoritmer, sådan at regulatoren tager højde for, at diabetespatienter er meget forskellige,« siger han.
Til at udvikle styringsalgoritmerne har forskerne monitoreret en række type 1-diabetikere i en klinik, mens de har udsat dem for måltider og fysisk aktivitet, og de har haft den samme patient inde på klinikken flere dage i løbet af flere uger, for at kunne modellere patienterne og tage højde for variationerne.
Selvom forskerne netop har gennemført en forsøgsrække, hvor de har kunnet holde forsøgspersoners blodsukker stabilt i løbet af natten ved hjælp af regulatoren, ligger der en udfordring i at regulere blodsukkeret om dagen, når patienten er aktiv og indtager måltider, der påvirker blodsukkeret kraftigt.
»Som diabetespatient bruger man det princip, at man selv tæller kulhydraterne i et måltid og injicerer insulin baseret på det, og der ligger en udfordring for den kunstige bugspytkirtel i forhold til hurtig kulhydratsdetektion. Men vi har algoritmer inde i regulatoren, der detekterer kulhydrater, og som måske kan gøre det mere pålideligt, end man selv kan tælle kulhydraterne,« siger John Bagterp Jørgensen.
Problemet ligger i, at der går noget tid, før den injicerede insulin virker, men ifølge John Bagterp Jørgensen kan regulatoren i de fleste tilfælde gøre det ligeså godt, som diabetespatienter selv kan.
»Hvis man kan tælle perfekt, kan man gøre det bedre, end vi kan med regulatoren. Men det er ikke nogen nem opgave for en almindelig diabetespatient at tælle kulhydraterne i et måltid. Og det er ikke bare antallet af kulhydrater, der er vigtig, det er også sammensætningen af måltidet, blandt andet i forhold til fedt, der påvirker mavesækkens tømning, og hvor hurtigt kulhydraterne kommer ud i blodet,« forklarer han.
Forskerne arbejder på at forbedre algoritmerne, så man hurtigere kan detektere kulhydraterne, og de arbejder også med, om man muligvis kan bruge andre hjælpemidler til at tælle kulhydraterne.
»Et af de koncepter, som vi har diskuteret i den forbindelse, er en mobiltelefon med et kamera, hvor man tager et foto af det måltid, man skal til at spise, og så har man nogle billedalgoritmer og nogle kunstig intelligensalgoritmer, der kan gå ind i en database og tælle op, hvor mange kulhydrater der er, og afgøre sammensætningen af måltidet,« siger John Bagterp Jørgensen.
Til foråret begynder forskergruppen en forsøgsrække med regulering af diabetespatienters blodsukker i dagtimerne, men før det endelig produkt kan være på markedet, går i hvert fald fem år, og måske også ti, fortæller John Bagterp Jørgensen.
»Nu har vi vist, at vores løsningen virker i en klinik, men der er stadig udfordringer med nogle af komponenterne, for at det bliver fuldstændig sikkert. Der blandt andet er nogle udfordringer i forhold til sensorteknologi, hvor man skal være sikker på, at den måler den rette værdi, for hvis man injicerer for meget insulin, kan man risikere at slå folk ihjel « siger John Bagterp Jørgensen.
Ifølge diabetesforeningen har 271.000 danskere i dag diabetes, og gennemsnitligt 73 nye tilfælde bliver konstateret hver dag. I snit dør 12 danskere om dagen som følge af sygdommen, der skønnes dagligt at koste det danske samfund 86 millioner kroner. Det estimeres, at der i 2025 vil være op mod 600.00 diabetikere i Danmark.
