Closed-Loop-System im Test |
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02.12.2015 09:29 Uhr |
Von Ulrike Viegener / Seit langem haben Mediziner die Vision, einen künstlichen Pankreas für Typ-1-Diabetiker zu entwickeln. Als vielversprechende Hightech-Lösung wurde jetzt die Kombination aus Sensor, Tablet beziehungsweise Smartphone und einer Insulinpumpe getestet.
Testergebnisse, die jetzt im »New England Journal of Medicine« publiziert wurden, legen nahe, dass man der Vision des künstlichen Pankreas möglicherweise einen Schritt näher gekommen ist (DOI: 10.1056/NEJMoa1509351).
Ein künstlicher Pankreas sollte die physiologische Insulinkinetik nachahmen, wobei die Insulinausschüttung – in Abhängigkeit verschiedener Faktoren wie Nahrungsaufnahme, Muskelarbeit, Stress – kontinuierlich angepasst werden muss.
Die aktuell gängige Therapiestrategie versucht, durch Kombination lang- und kurzwirksamer Insuline möglichst nah an die physiologischen Verhältnisse heranzukommen. Basis sind regelmäßige Blutzuckermessungen, die der Patient selbst durchführen muss. Auf diesem Wege konnte die Behandlung des Typ-1-Diabetes deutlich verbessert werden, aber vom Vorbild der Betazellen ist man immer noch weit entfernt.
Technik muss extrem zuverlässig sein
Mit Anbrechen der Hightech-Ära war klar, welche Elemente man braucht, um die Funktion eines gesunden Pankreas zu simulieren: einen Minicomputer, einen Glucosesensor und eine programmierbare Insulinpumpe. Der Computer wertet die Messdaten des kontinuierlich messenden Sensors aus und steuert die Pumpe gemäß eines Algorithmus, der dem physiologischen Glucose-Insulin-Regelkreis entspricht.
Bereits in den 1970er-Jahren wurden erste Geräte nach diesem Schema entwickelt, der durchschlagende Erfolg aber blieb aus. Die Technik scheiterte bisher vor allem an den extrem hohen Anforderungen, die an die Zuverlässigkeit zu stellen sind. Fehler und Störfälle sind mit der Gefahr lebensbedrohlicher Stoffwechselentgleisungen verbunden. Vor allem nachts wären die Patienten durch unbemerkte Hypoglykämien bedroht, würde ein solches Gerät nicht 100-prozentig funktionieren.
Das jetzt getestete Closed-Loop-System scheint zuverlässig und alltagstauglich zu sein: Eine erste Studie, die Roman Hovorka und Mitarbeiter vom Institute of Metabolic Science in Cambridge (Großbritannien) durchführten, verlief vielversprechend. Das Closed-Loop-System wurde in einer offenen Crossover-Studie von 33 erwachsenen Typ-1-Diabetikern zwölf Wochen lang rund um die Uhr angewendet, außerdem wurde das System an 25 Kindern und Jugendlichen mit Typ-1-Diabetes – ebenfalls über zwölf Wochen – während der Nachtstunden geprüft. Das Closed-Loop-System arbeitet mit einem Tablet oder Smartphone als Computer, dem die Blutzuckermesswerte per WLAN zugespielt werden. Bleiben die Signale aus, ertönt ein Warnton, und das System schaltet automatisch auf eine vorab programmierte Insulinsekretion um.
Diese programmierte Insulinpumpentherapie diente auch als Kontrolle in der Crossover-Studie. In beiden Studienarmen führte die Anwendung des Closed-Loop-Systems zu einer signifikant verbesserten Stoffwechseleinstellung: Die Erwachsenen wiesen mit der neuen Technik öfter beziehungsweise länger Blutzuckerwerte im Zielbereich auf als mit der herkömmlichen Pumpenstrategie (67,7 versus 56,8 Prozent der Zeit), und der mittlere Blutzucker lag um 11 mg/dl niedriger. Gleichzeitig waren Hypoglykämien um 39 Prozent reduziert, wobei das Integral aus Dauer und Höhe des Blutzuckerabfalls zugrunde gelegt wurde.
Bei den Kindern und Jugendlichen war der Benefit sogar noch größer: Der Zeitraum, in dem sich die Blutzuckerwerte im Zielbereich befanden, ließ sich um 24,7 Prozentpunkte steigern. Der Blutzucker lag im Mittel um 29 mg/dl niedriger, und Hypoglykämien waren um 42 Prozent reduziert. Insgesamt kam es zu drei schweren, aber folgenlosen Hypoglykämien. In jedem Fall hatte sich die Sicherheitsfunktion des Systems zuverlässig eingeschaltet. /
