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Towards an artificial pancreas at home

Doi : 10.1016/S1262-3636(11)70973-9 

E. Renard a b c  , A. Farret a c, J. Place c, A. Wojtusciszyn a, J. Bringer a c

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Abstract

Aim

To review the recent clinical research related to the development of an artificial pancreas and the current perspectives for its home use.

Methods

All clinical investigations assessing closed-loop insulin delivery systems in diabetic patients in the literature were collected and analyzed to identify any significant advances as well as bottlenecks.

Results

The development of an artificial pancreas for ambulatory use offering an optimal substitute for insulin secretion has shown promising evolution over the past decade. The accumulated improvements achieved on the performance of insulin pumps using subcutaneous and intraperitoneal routes, continuous glucose monitoring and algorithms driving insulin infusion according to glucose measurement have led to numerous clinical trials recently, albeit only in a hospital setting so far. The key obstacles to achieving permanent normal glucose control are related to the delay of insulin action when infused subcutaneously or, at a lesser extent, into the peritoneal cavity, and blood glucose estimation made by subcutaneous interstitial measurement. These time lags impair the reactivity of the system, and suggest a need to develop complex algorithms aiming at their compensation. So far, manual interventions are needed at times of food intake to prevent hyper- or hypoglycaemic excursions when insulin changes rapidly.

Conclusion

The most recent models using subcutaneous insulin infusion and glucose measurements linked by predictive control algorithms offer sufficient effectiveness and safety to consider their forthcoming use at home, during the night as a first step.

Résumé

Vers le pancréas artificiel à la maison

But

Etablir une revue de la recherche clinique récente sur le développement d’un pancréas artificiel et les perspectives actuelles pour une utilisation à la maison.

Méthodes

Les expérimentations cliniques rapportées dédiées à l’évaluation des systèmes de délivrance d’insuline en boucle fermée ont été rassemblées et analysées pour identifier les avancées significatives et les écueils.

Résultats

Le développement d’un pancréas artificiel ambulatoire permettant d’assurer une suppléance optimale de la sécrétion d’insuline a connu une évolution très prometteuse au cours de ces dix dernières années. C’est le cumul des progrès réalisés sur les performances des pompes à insuline utilisant la voie sous-cutanée ou intra-péritonéale, la mesure continue ambulatoire du glucose et les algorithmes de gestion de la perfusion d’insuline selon la mesure du glucose, qui a permis de mener des essais cliniques nombreux au cours de ces dernières années, pour l’instant toujours en milieu hospitalier. La difficulté pour atteindre une normalisation glycémique permanente est due aux retards d’action de l’insuline liés à la perfusion sous-cutanée ou, à un moindre degré, intra-péritonéale, et d’estimation de la glycémie à partir de la mesure du glucose interstitiel sous-cutané. Ces retards qui altèrent la réactivité du système imposent le développement d’algorithmes complexes visant à les compenser. Le recours à une intervention manuelle est pour l’instant toujours nécessaire lors des prises alimentaires pour éviter les échappées hyper- ou hypoglycémiques alors que les besoins en insuline changent rapidement.

Conclusions

Les derniers modèles qui utilisent la perfusion d’insuline et la mesure du glucose sous-cutanées reliées par des algorithmes selon un modèle prédictif permettent d’assurer une efficacité et une sécurité suffisantes pour entrevoir un prochain passage à la maison, en période nocturne dans un premier temps.


Key words : Type 1 diabetes, Insulin, Artificial pancreas, Insulin pump, Continuous glucose monitoring, Review

Mots clés : Diabète de type 1, Insuline, Pancréas artificial, Pompe à insuline, Mesure glycémique en continu, Revue générale


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Vol 37 - N° S4

P. S94-S98 - décembre 2011 Retour au numéro
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  • Advances in pump technology: insulin patch pumps, combined pumps and glucose sensors, and implanted pumps
  • P. Schaepelynck, P. Darmon, L. Molines, M.F. Jannot-Lamotte, C. Treglia, D. Raccah

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