SEMINÁRNÍ PRÁCE. III. Semestr, Design 2, FA ČVUT, Praha Studijní předmět DĚJINY TECHNIKY. Autor ONDŘEJ PEĽÁK

SEMINÁRNÍ PRÁCE III. Semestr, Design 2, FA ČVUT, Praha 2015

Studijní předmět DĚJINY TECHNIKY

Autor ONDŘEJ PEĽÁK

Téma seminární práce VÝVOJ LÉČBY DIABETU PRVNÍHO TYPU A POMŮCEK K LÉČBĚ VE VZTAHU KE KVALITĚ ŽIVOTA PACIENTA

Obsah Diabetes Mellitus

1

Obecně o nemoci

1

Z historie diabetu:

1

Inzulin

2

Obecně o inzulinu

2

Objev inzulinu

2

Rozdělení inzulinu

3

Měření glykemie

4

Historie měření glykemie

4

Glukometr

5

První glukometr

5

80. léta

6

90. léta

7

Dnes

7

CGM - Continuous glucose monitoring

8

O technologii

8

Princip

8

Součásti systému

8

Senzor

8

Vysílač

8

Přijímač

8

Aplikace inzulinu Injekční stříkačka Dávkování inzulinu Inzulinová pera

11 11 13 14 ii

První inzulinové pero Inzulinové pumpy

15 16

Co je to

16

Historie inzulinové pumpy

18

První inzulinová pumpa

18

Komerčně dostupné pumpy

19

Československo

20

Moderní inzulinové pumpy

20

Zabezpečení pump

21

Pumpa dnes a v budoucnu, closed-loop

21

Alternativní aplikace inzulinu

23

Nightscout, sociální stránka moderní léčby

24

Zdroje

26

iii

Ondřej Pelák – VÝVOJ LÉČBY DIABETU PRVNÍHO TYPU A POMŮCEK K LÉČBĚ VE VZTAHU KE KVALITĚ PACIENTA

Diabetes Mellitus Obecně o nemoci Diabetes mellitus, český název úplavice cukrová, neboli cukrovka, je chronické autoimunitní onemocnění,, které se dělí na dvě skupiny – diabetes I. a II. typu a jeho charakteristikou je porucha tvorby inzulinu, snížená tvorbou inzulinu nebo zvýšená rezistivita na inzulin. Inzulin je hormon, který umožňuje zpracování cukru v krvi a tím v krvi regulovat jeho hladinu. V posledním století se velmi razantně zvyšuje počet cukrovkou nemocných, což je způsobeno především sedavým životním stylem, špatnou stravou, z toho plynoucí obezitou a dalšími, dnes vcelku známými factory samozřejmě včetně rostoucí populace. Proto se označuje jako nemoc civilizační. Jen za posledních 30 let počet diabetiků v České republice vzrostl 2,5x1 a dle odhadů bude v roce 2035 postižen cukrovkou každý desátý Čech. Celkem je na světě přes 387 milionů diabetiků, dalších přibližně 179 milionů lidí ještě nebylo diagnostikováno a do roku 2035 se celosvětové předpokládá dalších 205 milionů pacientů2. Většinu diabetiků však tvoří diabetici trpící II. typem diabetu, kde se zpravidla nejedná o úplné přerušení tvorby inzulinu, ale jeho nedostatku či snížené citlivosti na inzulin (rezistivita) a nemocného je možné léčit prášky zvyšující citlivost na inzulin, nebo dietou. U diabetiků prvního typu není jiná možnost léčby, než aplikace inzulinu. Dříve byla cukrovka prvního typu označována jako cukrovka mladistvá, protože většina pacientů ji dostala ve věku do 25 let, avšak poslední dobou narůstá případů, kdy cukrovkou prvního typu onemocní i starší člověk.

Z historie diabetu: První zmínka o diabetu byla nalezena na egyptských papirusových svitcích, napsaných přibližně 1500 let př. n. l., které byly objeveny v hrobce vznešeného Egypťana německým archeologem Ebersem v roce 1862. Ten popisuje diabetes jako vzácnou nemoc, jejíž příčina je neznámá a projevuje se velkou žízní. Diabetes se v Egyptě léčil směsí ze sladkého piva, pšeničných zrn, zeleného cypřiše a naklíčených kukuřičných zrn … Ve starém Řecku se diabetem zabýval lékař Aretaios z Cappadochie (81–138 n. l.) kolem roku 100 n. l., Hippokratův žák. V jeho spisech je nemoc líčena jako vzácná, ale hrozná choroba, kterou provází velká žízeň a nemocný je cítit sladkou vůní, za kterou se táhnou vosy. Právě Aretaios dal nemoci jméno diabetes (z řec. diabainó – „sifon“ – průtok vody, procházet něčím, plynout, odtékat-voda u nemocných protéká tělem jako sifonem) … Anglický lékař Thomas Willis (1621–1675) upozorňoval v roce 1674 na sladkou chuť diabetické moči a na dietní chyby jako příčinu diabetu a také objevil krystalky cukru v moči diabetiků. Předpokládal, že „sladkost“ se nejprve objevuje v krvi a pak teprve v ledvinách, takže se domníval, že diabetes je onemocnění krve a nikoli ledvin. 3(Části textu jsou přímou citací z článku Inzulin v Československu)

1 Data o diabetu v ČR. Diabetcka asociace [online]. 2013, http://www.diabetickaasociace.cz/co-je-diabetes/datao-diabetu-v-cr/ 2 Atlas poster, International Diabetes Federation, 2014, https://www.idf.org/sites/default/files/Atlas-poster2014_EN.pdf 3 Inzulin v Ceskoslovensku, Praktické lékařství[online]., Mgr. Jindřiška Krejčová, 2014 http://www.praktickelekarenstvi.cz/artkey/lek-201502-0009_Inzulin_v_Ceskoslovensku.php ,


Inzulin Obecně o inzulinu Je hormon tvořící se v takzvaných Beta-buňkách Langerhansových ostrůvků, které se nacházejí ve slinivce břišní. Jeho působením dochází k poklesu glykemie – krevního cukru. Jeho protějškem je glukagon, který úroveň glykemie zdvihá. Inzulin nelze podávat ústně, protože enzymy v trávicím traktu ho rozštěpí na peptidy a deaktivuje se jeho katalický účinek, jediná cesta je tak injekční – podkožní aplikace. Zjednodušeně se inzulin popisuje jako klíč, který „odemyká“ buňky a ty tak jsou schopny pohltit cukr a získat tak energii pro svou existenci anebo se přemění na zásobní cukr – glykogen, který se uloží v játrech. Inzulin v tukové vrstvě způsobuje ukládání tuků a to je další z důvodů, proč se při zvýšené spotřebě inzulinu nebo nevyužití inzulinu (při inzulinové rezistivitě) v těle tloustne. Historie inzulinu Roku 1869 byl studentem Paulem Langerhansem učiněn objev ostrůvků ve slinivce břišní, které dnes nesou jeho jméno – Langerhansovy ostrůvky. Tehdy však nebyla známá spojitost mezi tímto objevem a diabetem. To se změnilo o dvacet let později, kdy Oscar Minkowski vyoperoval psovi slinivku (pankreas) a později pozoroval cukr v jeho moči, tím dokázal souvislost mezi pankreasem.

Objev inzulinu Až do roku 1922 tak byla cukrovka smrtelnou nemocí. Nejdůležitější moment v léčbě cukrovky, respektive v započetí léčby, byly roky 1920-21, kdy Frederick Banting, kanadský lékař a vědec zjistil, opět díky pokusech na psech, že by bylo možné izolovat účinnou látku z pankreatické šťávy, ale protože neměl dostatečné vybavení, vyhledal J. J. R. Macleoda, profesora torontské univerzity, který mu propůjčil univerzitní laboratoře. Již následujícího roku Banting spolu se svým asistentem, studentem Charlesem H. Bestem učinili objev inzulinu a patent prodali Torontské univerzitě za jeden dolar, jako poděkování za to, že mohli využít jejich laboratoře. 1. 1. 1922 extrakt inzulinu aplikovali 14letému Leonardu Thompsonu, který díky tomu přežil dalších 13 let (zemřel však na zápal plic) a stal


se prvním léčeným diabetikem na světě. Roku 1923 byl objev inzulinu oceněn Nobelovou cenou za lékařství, kterou získal Banting, ale nikoli Best, namísto něj byl oceněn J.J.R. Macleod. 4 Inzulin se stal velmi rychle nedostatkovým zbožím, Torontská univerzita nestačila plnit poptávku a tak se výroby ujala americká firma Eli Lilly, která uvedla první komerčně dostupný inzulin na světě – Illetin a roku 1982 uvedla další přelomový produkt – inzulin pojmenovaný Humulin, což byl celosvětově první humánní inzulin, což znamená, že je identický s tím, které produkuje lidské tělo, ale je vyráběn biotechnologicky, namísto do té doby užívaných inzulinů zvířecích. V roce 1926 se inzulin začíná vyrábět také v Československu.

Vynálezci inzulinu, Frank Grant Banting (napravo) a Charles H. Best, okolo 1924

Rozdělení inzulinu Inzuliny se dělí na velmi rychle rychle, rychle, středně době a pomalu působící.

4 , Diabeticlifestyle

[online]. Insulin: Its History and Future, Bonnie Sanders Polin, PhD, 2011, 2015 update, http://www.diabeticlifestyle.com/live-well/diabetes-management/insulin-its-history-future,


Měření glykemie Historie měření glykemie Počátky měření glykémie sahají hluboko do historie. Diabetes byl poprvé pozorován v Egyptě přibližně 1500 let před naším letopočtem. Řecký lékař Aretaeus (130 – 200 našeho letopočtu) pozoroval onemocnění projevující se stálou, neukojitelnou žízní, nadměrným močením, ztrátou tělesné hmotnosti a toto onemocnění pojmenoval „diabetes“ – od slova protékat, odtékat, značící neustálý příjem vody navzdory jeho zvýšenému vylučování. V průběhu středověku probíhalo několik pokusů na diagnostiku různých onemocněních za pomoci analýzy moči a to proto, že moč nemocných přitahovala mouchy. Badatelé se zajímali o její barvu, usazeniny, zápach a někdy i chuť. Nicméně až v 19. století vědci přišli na to, že v moči člověka postiženého diabetem je přítomna glukóza – cukr. Tento nález byl dále podpořen roku 1838, kdy laborant George Rees dokázal izolovat nadbytek cukru ve vzorku krve diabetického pacienta. 5 Od 19. století již pozorujeme vývoj sledování krevního cukru, respektive možnosti ho sledovat. Ještě mnoho desítek let se cukr u pacientů sledoval pouze z moči a to za pomoci různých, právě v 19. století vyvinutých metod. Za nimi stáli například pánové Trommer, Von Fehling, kteří ve 40. letech 19. století dokázali vyvinout směs, na kterou byla nanesena vrstva síranu měďnatého, který po kontaktu s glukózou produkuje zbarvený oxid mědnatý. Postup optického hodnocení moči se stal komerčním v 50. letech 18. století a od té doby bylo vyvinuto ještě mnoho různých technologií ,avšak všechny měly stejný cíl a tento systém se používá dodnes. Důležitým milníkem byl také rok 1908, kdy Stanley Benedict objevil měďnaté činidlo, které se, s pár modifikacemi, stalo standardem pro sledování cukru v krvi diabetiků po další přibližně půl století. Ve 40. letech přišel na trh přípravek s názvem Clinitest, který obsahoval skleněnou ampulku na moč a malé „měďnaté“ tablety, které po kontaktu s močí reagovali a za chvíli se zbarvily vlivem chemické reakce do odstínu barev ve spektru od zelené po oranžovou, z čehož šlo za pomoci vzorníku odečíst přibližnou hladinu cukru. 6 Od 30. do 50. let 20 století se technologie optického hodnocení moči stále zlepšovala, zrychlovala se reakční doba – tím se zkracovalo nutné čekání před odečtením výsledků, avšak tato metoda nebyla přesná – nebylo možné získat přesnou, ale jen přibližnou hodnotu glykemie, a pokud trpěl pacient hypoglykemií, tak z proužku mohl odečíst hodnotu správnou, tedy byl uveden v život ohrožující omyl. V této době – 20 – 30 let po objevení inzulinu se začaly také objevovat dříve neznámé pozdní komplikace diabetu, které byly způsobeny špatnou léčbou – dlouhodobý průměr glykemie diabetiků byl vysoko nad průměrem zdravého člověka a tento nadprůměr způsoboval ucpávání cév (častokrát s následkem odumření a amputace končetiny), oslepnutí, poruchu ledvin, poruchu nervů a mnohé

5 BRITISH JOURNAL OF BIOMEDICAL SCIENCE[online]. S. F. Clarke, J. R. Foster, http://www.bjbs-

online.org/pdf/pp83-93%20BJBS69(2).pdf , 2012 6 BRITISH JOURNAL OF BIOMEDICAL SCIENCE[online]. S. F. Clarke, J. R. Foster, http://www.bjbs-

online.org/pdf/pp83-93%20BJBS69(2).pdf , 2012


další. Důvod proč byly komplikace neznáme je spojen s inzulinem. Dříve pacient umřel dříve, než se u něho komplikace stačily projevit v takové formě, jako nyní.

Clinitest od firmy Ames, rok 1945

A tento problém je spojen s odečítáním glykemie z moči. Zaprvé, lidé (a to včetně lékařů) netušili, co se děje v lidském těle, když se člověk nají – jaký je průběh glykemie a v podstatě nebylo vědomí o tom, že se glykemie dramaticky mění, někdy i každou minutu. Další ránu uštědřil objev dlouhodobě působícího inzulinu. První inzuliny byly inzuliny s krátkou dobou působení, takže byl pacient nucen si podávat dávky inzulinu vícekrát denně. Zanedlouho byl však odvozen inzulin s dlouhodobějším uvolňováním, který díky dlouhodobému, pozvolnému uvolňování nabídl pacientu možnost snížení počtu injekcí za den, což však vedlo (bez vědomí kohokoli) ke zvýšení dlouhodobé hladiny cukru a tím k výraznějším a rychleji nastupujícím pozdním komplikacím diabetu, vypsaným výše.

Glukometr Výbornou odpovědí na tento problém bylo objevení elektronického testovacího přístroje, zvaného glukometr, který jednak umožnil měření glykémie v pohodli domova i na cestách, nepotřeboval vzorek moči ale krve, získaný z pravidla z prstu a přinesl také přesnost, protože ukazoval naměřenou hodnotu číselně – eliminovalo se nepřesné posuzování barev. Roku 1957 prokázal pan Kohn, že v té době používaný prostředek a měření glykemie Clinistix dává dobré výsledky i pro měření obsahu cukru v krvi. Roku 1965 výzkumný tým společnosti Ames, pod vedení Ernie Adamse vynalezl první testovací proužek pro testování přímo krevní hladiny cukru – Detrostix. Stále se však jednalo o systém odečítání hladiny za pomoci barevných vzorků. Nicméně byl problém se čtením, protože barva testovacích polí byla ovlivněna zbytky krve a navíc, Detrostix byl určen pro použití pouze v ordinacích. V podobný čas přišel z německa (firma Boehringer Mannheim) testovací proužek, který obsahoval dvě testovací pole, každé jiné barvy (modré a béžové) a tím bylo usnadněno čtení hodnoty – eliminovaly se chyby v odečítání a změna barvy vlivem krve.

První glukometr V 70 letech byl vědci představen takzvaný glykovaný hemoglobin (HbA1c). což je klíčový ukazatel stavu kompenzace pacienta, používaný do dnes. Jeho hodnota je v podstatě průměrná glykemie za poslední tři měsíce – ovlivněno tříměsíční životností červených krvinek. Vědecké konference a debaty v té době došly k závěru, že v rámci předcházení pozdním komplikacím diabetu je zapotřebí zlepšit kvalitu „self-monitoringu“ každého pacienta, čímž by se dalo upravit jednotlivci inzulinovou terapii a


tím hladinu HbA1c snížit – ideálně se přiblížit hladině zdravého člověka. Byl zde však velký problém v podobě neexistující metody pro přesné a garantované výsledky hodnot krevního cukru.

Reflomat – 1974, Reflolux - 1984, od firmy Boehringer Mannheim

V roce 1970 byl představen vůbec první glukometr, opět od firmy Ames, kde Anton Clemens využil předchozí znalosti, zkušenosti a možnosti přípravku Dextrostix a vyvinuli bateriemi poháněný přístroj, který fungoval na principu optické analýzy chemického vzorku – přístroj osvětloval testovací proužek světlem a z jeho odrazu získal za pomocí fotoelektrické buňky hodnotu proudu, kterou prezentoval pohybem ukazatele na třech stupnicích s rozdílnými částmi sledovaného spektra (0-4, 4-10,1055mmol/L krevního cukru). Přístroj vážil 1,2kg, jeho cena se pohybovala okolo 500$ a součástí byl referenční testovací proužek pro kalibraci. Stále se však nepodařilo zcela odstranit problém se čtením hodnoty, způsobený „zašpiněním“ testovacího pole kapkou krve a to způsobovalo značnou nepřesnost výsledů obzvláště v nižších hodnotách. První pacient, který ho použil se jmenoval Dick Bernstein. O dva roky později, 1972, přestavila japonská společnost Kyoto-Daiichi podobný model, který však neobsahoval velké a těžké baterie, ale využíval síťový adaptér, díky čemuž byl lehčí a hlavně levnější. Navíc obsahoval pouze jednu stupnici pro odečítání výsledků. Roku 1974 byl představen glukometr Reflomat od společnosti Boehringer Mannheim, který vyžadoval o mnoho menší kapku krve, než bylo doposud třeba. Avšak stále byla všechna měření prováděna pouze v lékařských ordinacích. (11)

80. léta Toto se změnilo roku 1980, kdy byl představen Dextrometer, který jako první obsahoval digitální display a dalo se zvolit, zda-li bude bateriový nebo napájen ze sítě. Jeho konkurentem byl Ames Glucometer, který byl menší, kompaktnější a daleko snazší pro použití. A mezi další příchozí inovace patřilo například více variant designu, uživatelskou paměť pro výsledky, které se daly zpětně prohlížet, snížení váhy a velikosti, stejně jako se měnily testovací proužky, které používaly stále menší množství krve. Zjistilo se také, že některé sady proužků mají rozdílné chemické složení reakční látky a tak podávají o trochu jiné výsledky, důsledkem čehož byla vyvinuta technologie „kódování“ proužků, když se před použitím sady nových testovacích proužků vložil nejprve proužek kódovací, který nahrál do paměti přístroje číselný kód, který poté algoritmus glukometru používal při výpočtech glykemie z odečteného elektrického proudu. Roku 1981 představila společnost Ames Glukometr I, který byl lehký, přenosný přístroj napájený bateriemi, obsahoval časový odpočet do výsledku a také akusticky upozornil na vysokou glykemii. Osmdesátá léta přinesla mnoho přelomových bodů ve vývoji


glukometrů, z nichž nejdůležitější byl jiný způsob měření glykemie už ne za pomoci odrazu světla ale přímo proudu, který prochází reakční látkou smíchanou se vzorkem krve na testovacím proužku, čímž se opět zvýšila přesnost. Prvním takovým glukometrem byl roku 1987 OneTouch, který přinesl revoluční změnu – uživatel nejprve zastčil proužek do přístroje, ten se spustil, po aplikaci malého vzorku krve se automaticky spustil odpočet a za 45 sekund byl na displayi zobrazen výsledek. Tyto nové proužky už také nebylo nutné otírat od krve, jako doposud.

90. léta Postupně do 90. let pokračoval vývoj glukometrů ve znamení zmenšení velikosti, zvýšení přesnosti, nárůst kapacity pro ukládání výsledků a obecně se dá říci, že šlo o dosažení co nejsnazší uživatelské náročnosti. Například roku 1996 Americká diabetická asociace (ADA) snížila maximální možnou odchylku mezi glukometrem a laboratorním měřením na maximálně 5%. Roku 1997 přišel glukometr Esprit s kapacitou pro až 100 uživatelských záznamů. V tomto období přišla také první možnost stahování dat z glukometru do stolního počítače a možnost jejich následné analýzy – ač tehdy to byla opět možnost spíše pro lékaře. 7

Dnes Dnešní glukometry obsahují pamět na 2000 zápisů, což zhruba odpovídá 3 měsícům, tedy ideální periodě návštěv diabetologa. Ze záznamů je možné přímo v přístroji dělat analýzy, průměry na 7, 14, 30, nebo i 90 dní. Novinkou je také možnost elektronicky zadávat množství aplikovaného inzulinu (to ocení ti, kteří nemají inzulinovou pumpu, která tak činí sama) a zadávat množství snědených sacharidů. Tato data později slouží pacientovi k tomu, aby si mohl lépe upravit svou vlastní léčbu, stejně tak dobře ale slouží pro diabetologa, který dostane ideální obrázek o životě diabetika. A právě úprava své vlastní léčby je trend, jakým se diabetologie poslední dobou stále více ubírá. Díky technologiím, které máme již není potřeba tak častých návštěv lékaře a ani při velké snaze se lékař nedozví o pacientovi vše – co a kolik toho sní, co dělá. A po pacientovi je chtěno, aby se staral sám o sebe, protože to dělá pro sebe.

Accu-Chek® Performa

7 BRITISH JOURNAL OF BIOMEDICAL SCIENCE[online]. S. F. Clarke, J. R. Foster, http://www.bjbs-

online.org/pdf/pp83-93%20BJBS69(2).pdf , 2012


CGM - Continuous glucose monitoring O technologii Kontinuální monitoring glukózy je technologie, která umožňuje pacientu sledovat jeho glykemickou křivku neustále, 24hodin denně. Komerčně dostupná je od roku 1999, kdy ji jako první představila firma MiniMed (dnes vlastněna společností Medtronic). Kontinuální monitoring glykemie je další z řady moderních vymožeností, jež může pacient využít a zajistit si tak daleko lepší kvalitu léčby, respektive života. Jde o technologii, která umožní pacientovi sledovat svou glykemickou křivku neustále, 24 hodin denně. Respektive, hodnota glykemie se odečítá každých 5 minut.

Princip Glykemie se neodečítá z krve, jako při měření glukometrem, ale z mezibuněčné tekutiny, což přínáší jednu nevýhodu a to je zpoždění hodnot. Jelikož glukóza i inzulín jsou po těle transportovány krví, odezva na aplikaci inzulinu se projeví na hladině glukózy nejdříve v krvi, až následně, když se „vsákne“ do těla, se hodnota projeví v mezibuněčné tekutině. Tato odezva se pohybuje od 5 do 30 minut a je proměnlivá u každého jedince jinak. Hlavně však závisí na obsahu tělesného tuku, aktuálnímu stavu těla, stresových faktorech, „rychlosti“ případných požitých cukrů a tak podobně. Vliv na rychlost odezvy mají také samotné senzory, jež měření provádějí a i zde platí, že čím modernější senzor je, tím se jak jeho odchylka tak odezva menší.

Součásti systému Celý systém se skládá ze zmíněného senzoru, vysílače a přijímače / zobrazovače. Senzor Senzor je miniaturní, cca 1,5cm dlouhý o síle vlasu, většinou měděný pozlacený plíšek, na nějž jsou naneseny různé enzymy, který se vpichuje pod kůži a jeho „základna, což je plast s rozměry okolo 2x2 cm s náplastí, jenž drží celý senzor na těle a součástí je také 3 pinový konektor, kterým se senzor připojuje k vysílači. Vysílač Vysílač je dnes již opět malé zařízení, většinou je tvarované jako mušle, nebo má kapkovitý tvar, aby se minimalizovala možnost vytržení například zaháknutím za oděv. Rozměry jsou jen o málo větší než má základna senzoru a přístroj obsahuje čtecí zařízení - ampérmetr, baterii, která má až 3 týdenní výdrž při měření každých 5 minut a vysílač pro odesílání hodnot do přijímače, paměť až na 10 hodin záznamů v případě nemožnosti odeslat data do přijímače a kontrolní led diodu. Samozřejmostí je 100% vodotěsnost, umožňující pacientovi se koupat i se senzorem. Přijímač Přijímač je zařízení, které příjme a většinou i zobrazí naměřené hodnoty, umožňuje jejich zpětné prohlížení / analýzu. Některé přístroje umožňují spojení s mobilním telefonem pro přenos naměřených dat do cloudu, kde se s nimi dá opět dále pracovat a nebo sdílet ošetřujícímu lékaři. Jiné mají schopnost například zastavit dodávku inzulinu v případě, že se glykémie blíží kriticky nízké hranici. Přijímače se dají rozdělit do dvou kategorií:


přístroje schopné pouze zobrazit a analyzovat data, případně sdílet dále – mobilní telefon, cloud. Například firma Dexcom.

Inzulinová pumpa s CGM systémem. Medtronic Paradigm Veo

inzulinové pumpy vybavené CGM – například společnost Medtronic (toto řešení využívám já, autor). Nejmodernější inzulinová pumpu Medtronic 640G, jež je jako další v řadě pump značky Medtronic vybavena CGM umožňuje nejen data prohlížet přímo na displeji pumpy, ale také je vybavena novou funkcí SmartGuard, která je schopna v případě rychlého poklesu glykémie, nebo při sestupném glykemickém trendu – tzn. v případě, že by glykemie mohla spadnou do hypoglykemie – zastavit dodávku bazálního inzulinu a tím jednak zabrzdit glykemický sestup a také navodit vzestup glykémie tím, že glukózu v krvi po chvíli nemá co odbourávat a tak se glykémie začne zvedat. Zastavení dodávky je umožněno na maximálně 2 hodiny, poté se inzulin znovu spustí, aby nedošlo k otravě krve. Dodávka inzulinu se také spustí vždy, když glykémie opět začne stoupat a nebo když ji uživatel manuálně zapne. Z vlastní zkušenosti si zde dovolím poznámku - pochvalu, protože funkci SmartGuard využívám a již mnohokrát mi pomohla, ať už v případě noční hypoglykemie při spánku, nebo ve chvílích kdy, například po cestě do školy, glykemie padá, ale nemám nebo se nechci dojídat (dojídání zpravidla vždy rozkolísá glykémii).


Měřené je dnes již velmi přesné. První CGM systém uvedla firma MiniMed v roce 1999. Jednalo se ještě o systém propojen kabelem – takže od senzoru šel k samostatnému zobrazovači dat kabel. Následovali další generace senzorů a samozřejmě další výrobci. Největší pokroky / úspěchy dokázaly dvě společnposti a to již mnohokrát zmíněný Medtronic a Dexcom. Zatímco Medtronic je obří organizace vyrábějící zdravotnická zařízení pro všemožná odvětví a pro diabetiky vyrábí inzulinové pumpy a systém CGM, který bývá s pumpou integrován (nemusí však být). Firma Dexcom se specializuje především na CGM a je třeba řící, že ač se přesnost obou časem zlepšuje, kvalita výsledků je u Dexcomu na daleko lepší úrovni. Přijímač / zobrazovač dat také obsahuje algoritmus, kterým je možné dopočítat, nebo zpřesnit získané výsledky. Může se totiž například stát, že příjem signálu bude rušený, nebo že se trend vývoje glykemie náhle změní a na to je třeba reagovat. Přístroje jsou tak například schopny rozpoznat stoupající či klesající křivku a upozornit na tuto skutečnost pacienta a nebo, jako například systém Medtronic 640g, zastavit přísun inzulinu do těla pacienta i bez jeho zásahu. Přínos CGM je velmi velký, zejména směrem k vyvinutí umělé slinivky – tedy systému, který by pacienta oprostil od povinností s cukrovkou spojených. Problém je ten, že CGM není životně důležitou součástí léčby (ač kvalitu života zlepšuje velmi výrazně), na rozdíl od diagnostických proužků do glukometru, což znamená, že systém CGM je oproti proužkům o poznání hůř financovaný zdravotními pojišťovnami. Při měření senzorem se však musí pacient stále měřit glukometrem při stejném počtu měření, které slouží pro kalibraci senzoru. V České republice je k roku 2015 pojišťovnou hrazeno z pravidla 600 - 1000ks (závisí na pojišťovně) diagnostických proužků a pouze 4ks senzoru na dospělého pacienta za rok. Toto množství proužků, při dodržování doporučeného měření glykemie alespoň 4x denně, přesto nevystačí na pokrytí léčby po celý rok a přibližně 500ks proužků (nějaké proužky se znehodnotí například chybou v postupu, nebo se pacient měří vícekrát za den) si musí pacient dokoupit. U dětských pacientů je hrazené množství vyšší, 1800ks proužků a nově 24 senzorů za rok, což je velmi důležitý milník v historii léčby. Cena jednoho senzoru se liší od výrobce, senzor Medtronic Enlite 2 se prodává za ceku okolo 1200,- (1ks, výdrž 1 týden) a Dexcom G4 se prodává za cenu okolo 1700 (1ks, výdrž 1 týden). Zvážíme-li navíc také cenu proužků, která se dnes pohybuje okolo 400 Kč / 50 ks proužků, nejedná se vůbec o levnou záležitost. Cena vysílače i přijímače, zvlášť, se pohybuje okolo 10 000Kč, avšak bývá placen pojišťovnou, nebo pacientovi propůjčen pro zkoušku senzoru, před koupí.

Přijímač a vysílač CGM, Dexcom, řada G4


Aplikace inzulinu Inzulin je možné aplikovat několika způsoby: Inkekční stříkačkou, inzulinovým perem, inzulinovou pumpou, inhalací.

Injekční stříkačka Předtím, než se dostanu přímo k diabetickým pomůckám, zmíním se stručně o injekčních jehlách a jejich historii. Již ve starověku bylo známo, že šipky a hroty šípů namočené do jedovatých roztoků mají vliv na osud zasaženého jedince, stejně tak, že hadí uštknutí bývá smrtelné. Z prvního století našeho letopočtu pochází zmínka o Celsusiovi, který doporučoval vodní stříkačku k odstranění cizích předmětů z ucha. Ve středověku se objevují stříkačky vyrobené například ze zvířecích měchýřů a ptačího pera, které sloužily k výplachům, čištění ran. 8 Nitrožilní injekci předcházel objev krevního oběhu, Davidem Harvey, který tvrdil, že hadí jed je účinný proto, že se cévami dostane do celého těla, což později potvrdil pokusy na psech Christopher Wren nelékař, astronom a architek, který je známý v souvislosti s přestavbou vyhořelého Londýna roku 1666. Johann Daniel Major zavedl nitrožilní injekce do léčby, když po několika experimentech na psech provedl roku 1668 injekci vody do krevního oběhu pacienta, trpícího horečkou s úmyslem jeho krev zředit. Použil k tomu injekci ve formě zvířecího měchýře, ale se stříbrnou kanylou.

Inzulinová injekční stříkačka

8 NLK, Šimon Krýsl, 2010 http://www.nlk.cz/publikace-nlk/lekarska-knihovna/2010/lk2010-1-2/k-historii-injekcnistrikacky


Až v 18. století se objevuje na místo měchýře mechanický píst. Lorenz Heister, známý chirurg 18. století popisuje injekce jako velmi vzácný způsob podávání léků a takto je tomu až do druhé poloviny 19. století. Až do 19. století vyžadovala nitrožilní injekce nalezení a vypreparování žíly, která byla posléze naříznuta a do ní byla vpravena léčebná látka. Významný vývoj zde však zaznamenala podkožní injekce, kdy předchůdkyní dnešní stříkačky s dutou jehlou byla kanyla s trokarem, po jehož vytažení byla do kanyly nalita látka. Roku 1853 využil tohoto postupu veterinář Charles-Gabriel Pravaz, který ovcím aplikoval chlorid železitý pro srážení krve a i přesto, že později byla celá konstrukce injekční stříkačky zdokonalena, zůstala již s jeho jménem spojena. 9 K opravdovému „ustálení“ injekce si dovolím citaci ze stejného zdroje 10 „Skutečným otcem podkožních injekcí však zůstává skotský lékař Alexander Wood. Počátkem 19. století se objevila řada pokusů s kožní aplikací léčiv, vtíráním do kůže i aplikací látek, převážně alkaloidů k léčbě neuralgií, do uměle vytvořeného puchýře a tedy pod pokožku. Významným zlomem tu byl¨objev morfinu, který izoloval F. Sertürner r. 1803. G. V. Lafargue (1836) aplikoval morfin do kůže pomocí vakcinační lancety a později dlouhou jehlou vrážel pod kůži kuličky opiátů. (Podkožní implantáty hormonů s dlouhodobým uvolňováním se znovu objevily v 30. létech 20. století.) I Wood nejprve vytvářel umělé puchýře na citlivých místech podél průběhu nervů a natíral je morfinovou pastou. Roku 1853 však použil a posléze upravil skleněnou Fergusonovu stříkačku k subkutánní aplikaci morfinu. (Fergusonova stříkačka původně sloužila k odstraňování névů právě injekcí chloridu železitého.) Právě Wood použil namísto šroubu píst a kalibraci na stěně stříkačky, jak je známe dnes. (obr.) Jeho stříkačka byla spojena s dutou jehlou , bez použití trokaru. Smyslem injekce zůstávala lokální anestézie: ve svých článcích Wood zmiňuje možné vzdálené účinky injikované látky, ale až r. 1865 aplikoval Charles Hunter morfin - Pravazovou injekcí - s cílem systémového působení.“ http://www.nlk.cz/publikace-nlk/lekarska-knihovna/2010/lk2010-1-2/k-historii-injekcni-strikacky , Šimon Krýsl, NLK, 2010

9 NLK, Šimon Krýsl, 2010 http://www.nlk.cz/publikace-nlk/lekarska-knihovna/2010/lk2010-1-2/k-historii-injekcnistrikacky 10 NLK, Šimon Krýsl, 2010 http://www.nlk.cz/publikace-nlk/lekarska-knihovna/2010/lk2010-1-2/k-historii-injekcnistrikacky


První aplikační stříkačkou, která se svým principem podobá injekci inzulinové, byla stříkačka sestrojena za první světové války americkým chirurgem H. S. Cookem, do které se vkládají ampule s léčivem a to je pomocí pístu aplikováno pacientovi. Od počátku 20. století se začal brát důkaz na sterilizaci a hygieničnost jak celého procesu, tak nástrojů samotných. Stříkačky byly z počátku také cenově nákladné, což z nich činilo poměrně nedostupné záležitosti. Na obě tyto otázky však odpověděla firma Dewitt & Herz, představením injekčních stříkaček značky Record. Tyto byly vyrobeny ze skla a kovu, při poměrně jednoduché konstrukci a šlo je také snadno vyvařit. Jednalo se o světově nejrozšířenější injekční stříkačku, která slavila úspěch i u nás.11 Sterilizace však nebyla vždy – vzhledem ke dvěma materiálům – dokonalá a tak se hledal ještě lepší nástupce, stříkačka celoskleněná. Žádosti takové stříkačky přišly ve 40. letech 20. století. První celoskleněná stříkačka se objevila již na konci 19. století, ale byla příliš křehká a tak se moc neuchytila. Vzhledem ke křehkosti se tak celoskleněné stříkačky používaly převážně jako jednorázové a to například i v roce 1954 v Americe, pří očkování proti obrně. První patent na plastovou stříkačku byl přihlášen roku 1949 avšak na trhu se prosadily až v průběhu 60. let. Dávkování inzulinu Po oběvu inzulinu ve 20. letech se prudce zvýšila poptávka po podkožních stříkačkách. Původně bylo dávkování inzulinu, vzhledem ke standardům injekcí nutno provádět v mililitrech, avšak inzulín se dávkuje ve velmi malém množství – 1ml = 100 jednotek inzulinu, přičemž dávka inzulinu na porci jídla se pohybuje okolo 10 jednotek inzulinu. Proto byly již ve 40. letech vyvinuty injekční stříkačky určené přímo pro aplikaci inzulinu se stupnicí v inzulinových jednotkách. Z počátku byly skleněné, ale poté byly také nahrazeny plastovými stříkačkami, inzulinovými pery, nebo pumpami. Avšak ze známosti vím, že ještě v 80. letech se v česku inzulín aplikoval standardně skleněnými, vyvařovanými stříkačkami.

11 NLK, Šimon Krýsl, 2010 http://www.nlk.cz/publikace-nlk/lekarska-knihovna/2010/lk2010-1-2/k-historii-injekcnistrikacky


Inzulinová pera Inzulinové pero by se dalo označit jako moderního nástupce injekčních stříkaček, respektive mezistupeň, mezi stříkačkou a inzulinovou pumpu. Za jeho vznikem stojí Angličanka Sheila Reith, lékařka a matka diabetické dcery. V 70 letech byla aplikace inzulinu prováděna stříkačkami, které se plnily z velkých lahviček s inzulinem a po každé aplikaci bylo třeba vyměnit jehlu, tu znovu vyvařit a stále dokola. Aplikace injekce na veřejnosti byla také velmi nepříjemná. Sheila se svou, tehdy 4 letou dcerou často cestovala po Anglii a jednou, právě při apliakci inzulinu na nádraží si řekla, že toto je absurdní a že přeci musí být jiná cesta k pohodlnější aplikaci inzulinu. A vydala se jí hledat.

Různé modely inzulinových per

Spojila se s jejím spolupracovníkem, doktorem Johnem Irelandem a společně započali práci na prototypu inzulinové pera. Se svou myšlenkou obešli výrobce inzulinu, ale žádný s nimi dohodu neuzavřel, protože si mysleli, že budoucnost je v inzulinových pumpách, které však v té době měly ještě mnoho let vývoje před sebou. A s tímto neúspěchem se pustili do práce na vlastní pěst. Měli tři základní požadavky a sice, že inzulinové pero musí být jednoduché na obsluhu, snadno a levně vyrobitelné a aplikovat inzulin stiskem tlačítka. Jeden z největších úkolů návrhu bylo vymyslet, jak do pera zabudovat sterilní, v případě vypotřebování snadno vyměnitelný inzulinový zásobník, protože


v té době ještě neexistovaly malé inzulinové cartridge, jaké jsou dnes pro inzulinová pera dostupné. Zkoumali proto stříkačky na trhu a přišli s myšlenou předem naplněné stříkačky, kterou zbaví pístu (ten bude nahrazen mechanikou v peru) a tuto naplněnou stříkačku vloží do pera, kde slouží jednak jako zásobník a zároveň obsahuje jehlu. První prototyp byl vyroben z kovové trubičky svým rozměrem podobnou klasickému psacímu peru a byl schopen dávkovat v rozmezí 2 – 14 inzulinových jednotek. Následovaly série zkušebních testů, do které se zapojili pacienti ve Velké Británii a mnoho z nich bylo s touto myšlenkou naprosto ohromeno – úspěch byl zaručen. Roku 1981 firma Hypoguard souhlasila s převzetím produkce inzulinového pera a pomocí jeho uvedení na trh, zatím však jako další testovací sérii s větším množstvím pacientů. Do tohoto testu se také zapojila firma NovoNordisk, která vyvinula speciální inzulinové zásobníky přímo pro pera. První inzulinové pero Konečně oku 1983 bylo představeno vůbec první inzulinové pero na světě, Penjet, které se dalo koupit za méně, než 20 Liber. Bylo velmi populární a výdělečné, až původní vynálezci neměli na profitu z této věci zájem. Následoval model Novopen II, který již spadal přími pod firmu NovoNordisk a nedlouho poté přišlo mnoho dalších firem s kopiemi, respektive svými verzemi, ale základní myšlenka je stále stejná. Jednoduchý mechanizmus na bázi rotační stupnice, kterou si pacient navolí dávku inzulinu, píst, který je tlačen „tlačítkem“ na vrchní straně pera uživatelovým palcem a tlačí na gumový špunt, který je již součástí výměnného zásobníku s inzulinem. Pera mají také samostatně vyměnitelnou jehlu – nemění se tedy jen s novou náplní inzulinu. Přesnost per je různá, záleží na modelu, zda je určeno pro děti (zde je zpravidla přesnost po 0,5 jednotce inzulinu), nebo pro dospělé, kde je přesnost 1 jednotka, ale samozřejmě není pravidlem, že by dospělý diabetik musel mít rozlišení 1 jednotky. Moderní pera mají také systém zapamatování si poslední dávky a času, čímž se eliminuje zdvojená dávka inzulinu v případě, že pacient zapomene, že si již dávku dal, což je velmi časté vzhledem k tomu, že aplikace inzulinu se stane rutinou již po pár měsících léčby. Pera se také liší barvou – pacient má zpravidla 2 (někdy i tři) pera s ruzným typem inzulinu, která střídá v průběhu dne.12,13

12 Journal of Diabetes and Technology, Jean-Louis Selam, 2010

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2901025/pdf/dst-04-0505.pdf , 13 Diabetes Balance magazine, 2014, https://www.diabetes.org.uk/About_us/News/Diabetes-

Technology/


Inzulinové pumpy Co je to Inzulinová pumpa je zdravotnický přístroj určený k aplikaci inzulinu a to převážně k léčbě diabetu I. typu. Inzulinovou pumpu by šlo označit jako nástupce injekcí, nebo tzv. inzulinových per, avšak toto přirovnání není zcela přesné, protože ve své podstatě jde o jinou metodiku léčby. Jedná se o nejmodernější léčebnou metodu, která je zároveň pro pacienta nejfyziologičtější cestou, protože je zajištěn přísun inzulinu neustále, 24 hodin denně, v malých (tzv. bazálních) dávkách a větších (tzv. bolusových) dávkách. Při správném nastavení tak jde v podstatě o simulaci přirozené sekrece inzulinu, která je u diabetiků porušena. Myšlenka toho, že pacient bude mít s inzulinovou pumpou „pokoj“ od léčby diabetu je však mylná. Od pacienta je stále vyžadováno, aby se do léčby zapojoval. Musí si sám měřit hodnotu krevního cukru (glykémie), dodržovat určitá pravidla ve stravování, hlídat si nutriční složení jídel – především nás zajímá množství snědených sacharidů a v neposlední řadě počítat bolusové dávky inzulinu, které pokryjí příjem cukrů z potravy. Inzulinové pumpy jsou na trhu již přes třicet let, avšak největší rozmach zažívají v posledních 20 letech a to především díky stále pokračující miniaturizaci elektronických součástek, rozmachu internetu (s ním spojenými benefity léčby) a snižující se ceně samotného přístroje, která je však stále vysoká. Základní myšlenka inzulinové pumpy je kontinuální dávka inzulinu ve snaze napodobit sekreci inzulinu zdravé cukrovky. Inzulinová pumpa je v základu elektromechanické zařízení velikosti mezi mp3 přehrávačem a mobilním telefonem (v závislosti na konkrétním modelu pumpy), které obsahuje vlastní inzulinový zásobník, procesor, uživatelskou paměť, velmi specifický pohonný mechanizmus pro výdej inzulinu, display, baterii a v neposlední řadě také velice důmyslný systém zabezpečení. Historie inzulinové pumpy sahá do 60. let 20. století, kdy byly sestrojeny první prototypy, které byly postupně zmenšovány a zdokonalovány, abychom se v průběhu let 90. dostali k přístrojům, které by se dalo označit za moderní, ač samozřejmě stále jsou o dvě či tři generace starší, než současné přístroje. Dnes je na trhu celá řada inzulinových pump od různých výrobců, jak tomu ostatně bylo od samého začátku, kdy se firmy předháněly v uvedení kompaktnější, přesnější, uživatelsky příjemnější pumpy. Na rozdíl od 80. let se však dnešní pumpy dají postavit vedle sebe a při srovnání vyjdou přibližně na stejno a - stejně jako ve všem v 21. století - dnes hraje stále větší roli pomyslný ekosystém kolem pumpy. Ekosystém je sice řečen s nadsázkou, můj záměr toto slovo však vystihuje, neb dnes se pumpy vybírají hlavně s ohledem na možnost jejich propojení a dalších funkcí. Ať už je to propojení s glukometrem, díky čemuž je možné do pumpy odeslat naměřenou glykemii a to poté využít v kalkulátoru bolusové dávky pro zadané množství sacharidů v jídle, nebo zda-li budeme směřovat pozornost k CGM a jeho implementaci v pumpě a možnost nejen zobrazit glykemickou křivku ale také využít moderních algoritmů k zastavení výdeje inzulinu v případě hrozny hypoglykemie, nebo pokud chceme pumpu propojit s mobilním telefonem a ovládat ji bezdrátově z pohodlí dotykové obrazovky či bereme ohled na možnost zpracování dat, protože každý výrobce má zpravidla jiný software pro zpracování a zpětné prohlížení údajů a jejich dostupnost na různé platformy (ať už mobilní, nebo desktopové) se liší.


Existují také pumpy „na jedno použití,“ tedy takové, které se aplikují náplastí přímo na tělo. Takové pumpy jsou velice malé, nemají display ani tlačítka a jsou ovládané bezdrátově z ovladače pro ně určené – ovladač je sjednocen s glukometrem, takže se teoreticky zmenší objem celého systému na pacientovi. Avšak nevýhoda je, že ovladač musí mít pacient stále při sobě, neb jinak není možné aplikovat inzulin. Výdrž této pumpy je 72 hodin. Tato doba je určena maximální doporučeno dobou aplikace inzulinového setu (kanyly v podkoží) – tj. 3 dny, protože poté výrazně narůstá riziko infekce, zarudnutí a dalších potíží v místě vpichu. Pumpa, respektive část s aplikátorem inzulinu se prodává jako set, do jehož zásobníku si pacient jen naplní inzulin a poté připevní na tělo. Použitá jednotka se recykluje.

Inzulinová pumpa Medtronic 640G, v součastnosti(2015) nejmodernější inzulinová pumpa se schopností předpovědi hypoglykémie. Glukometr Bayer Contour Next, komunikuje s pumpou bezdrátově, slouží jako dálkové ovládání

Léčba inzulinovou pumpou má jiné zásady, než léčba injekcemi, respektive dnes výhradně inzulinovými pery, a je tak, při přestupu na tuto léčbu nutná několika denní edukace, kdy lékaři pacientovi nastaví léčbu jemu na míru. Při inzulinové pumpě se také zvyšuje riziko hypoglykémie a to z několika důvodů – pumpa používá velmi rychle působící inzulin, který má kratší reakční dobu než inzulin v peru. Tento rozdíl může být i v řádu hodin a pacient se na tuto skutečnost musí připravit a naučit se s ní zacházet. Další překážkou je, že se do těla inzulin dodává stále avšak v malých dávkách a inzulinové dávky na jídlo se tak zmenší, což si je opět třeba uvědomit. A v neposlední řadě pacienti, kteří mají v důsledku dlouhodobě zvýšené glykemie zvednutý práh reakce na hypoglykemii se mohou při srovnání glykemie na standardní úroveň dostat do hypoglykémie velmi rychle a to proto, že jejich tělo na to není zvyklé.


Počet pacientů léčených inzulinovou pumpou se samozřejmě stále zvyšuje a pomalu se poměr inzulinové pero vs inzulinová injekce začíná srovnávat, ač zatím je léčených diabetiků 1. typu jen zhruba 1/3 na inzulinové pumpě, v ČR je to pouze 5%. Cena inzulinové pumpy se pohybuje v řádech vyšších desetitisíců až na hraně sta tisíc korun a odvíjí se od vybavení pumpy, předpokládané živostnosti a případných dalších bonusů. Značka zpravidla nehraje roli. Osobně nerozumím tomu, proč jsou zařízení takto drahá, nemyslím si, že by to bylo z materiálního hlediska, ale spíše firmy potřebují zpětně financovat vlastní vývoj pumpy a výzkumy. Historie inzulinové pumpy V 60 letech došli lékaři k názoru, že pro diabetické pacienty bude nejlepší, pokud budou dostávat inzulin formou lidskému tělu nejpřirozenější, tedy stále a v malých dávkách. Byly provedeny pokusy se strojově aplikovaným inzulinem, které potvrdily, že je možné pacienta dlouhodobě držet při standardní glykemii – tedy při hodnotách, které má zdravý člověk. První inzulinová pumpa Vůbec první inzulinová pumpa byla sestrojena roku 1963 doktorem Arnoldem Kadishem. Prototyp zařízení aplikoval inzulín nitrožilně na základě automatického hodnocení hladiny krevního cukru. Pumpa měla pouze jednu rychlost dodávky inzulinu a její princip spočíval na vypnutí, nebo zapnutí přívodu inzulinu vzhledem k naměřené glykemii. Pumpa se nosila na zádech jako batoh, tedy byla velká a těžká. I proto nebyla vhodná pro každodenní použití a byla ji věnována malá pozornost. O pár let později, roku 1974 byl představen přístroj Biostator, který byl plnohodnoutnou umělou slinivkou, nebo také „uzavřenou smyčkou“ (anglicky Closed-loop). Jednalo se o počítačem řízený přístroj určený pro klinickou léčbu pacienta na lůžku. Pacient měl zavedeny kanyly, kterými přístroj odebíral malé množství krve, ze kterého byla automaticky získávána glykemie a další kanylou byl nitrožilně podávám inzulin a glukagon. Dávky obou hormonů byly vypočítávany na základě odečtené glykemie pomocí několika důmyslných algoritmů s cílem dostat a udržet pacienta v rozmezí normoglykémie. Ani tento přístroj se však masově nerozšířil a to především pro svou velikosti a také náročnost na obsluhu a kvalitu života s ním.

Arnold Kadish a jeho prototyp první inzulinové pumpy


V Paříži, téhož roku, byl proveden výzkum pod vedením Gérarda Slamaina s „otevřenou smyčkou“, tedy systémem, kdy pacient dostává stálé bazální dávky inzuinu a v době jídla si je sám – manuálně – zvedne, tehdy na patnáctinásobek. Výsledky byly srovnatelné s dříve testovanou closed-loop, což bylo dobré znamení, protože samotná inzulinová pumpa byla nejen menší (tento model byl nošen na rameni), ale také snadnější na výrobu a obsluhu, než closed-loop. Závěr však vyšel spíše negativně, protože se stále jednalo o nitrožilní systém, který měl zvýšené riziko nemocí a infekcí spojené jak s rychlostí působení inzulinu při aplikaci přímo do krevního oběhu, tak také s ne vždy zaručitelně sterilní aplikací a samozřejmě zavádět kanylu do žíly by si asi doma každý netroufl. Studií se zaměřením na inzulinové pumpy začalo přibývat a jedna z konce 70. let, pod vedením Keena a Pickupa z Guy’s Hospital, Anglie, potvrdila, že léžba inzulinovou pumpou spolu s kontinuálním monitoringem glykémie vede k dlouhodobě velmi uspokojivým výsledkům. Používali pumpu Mill Hikk infuser. Ta byla přenosná, vcelku kompaktní, poháněna bateriemi s váhou okolo pouze 160 gramů a měla dvojí systém výdeje inzulinu, který se opět zakládal na bazálním výdeji doplněném o bolusový výdej pro dobu jídla. Ten se spouštěl tlačítkem na boku přístroje a při aktivaci se velikost dávky inzulinu zosminásobila. Komerčně dostupné pumpy Na základě těchto studií se inzulinové pumpy dostaly jak do většího povědomí, tak také daleko více akceptovanými v odborných kruzích, na což počátkem 80. let reagovala řada společností investicí do vývoje vlastní inzulinové pumpy. Avšak cesta k tak dokonalým zařízením, jaké máme dnes, byla ještě dlouhá. Pumpy byly častokrát velmi nespolehlivé, některé dokonce vyžadovali regulaci proudu inzulinu pomocí šroubováku. Z počátku byly ještě vcelku velké, ač přenosné, hmotností se pohybovaly okolo 0,5 kg a jejich spotřeba neumožňovala provoz více než v řádu dní na jedno nabití a měly také jen málo bezpečnostních prvků a na ně navazující alarmy. První komerčně dostupná pumpa přišla ale ještě na konci 70. let. Vyrobila ji firma Autosyringe, pumpa nesla stený název. A mimochodem, zakladatel a v té době majitel společnosti, Kamen Dean, se zasloužil o vynález vozítek Segway, nebo pokročilých elektrických invalidních vozíků. Pumpě bylo také přezdíváno „Big Blue Brick“ pro její velké rozměry a váhu (velké z dnešního pohledu). Byla velmi úspěšná a již nedlouho po uvedení na trh se dařilo dosáhnout prodejů v počtech okolo 600 ks za měsíc. Další pumpa, roku 1983 představená „Nordisk infurer“ byla výsledkem spolupráce již zmíněných týmů Guy’s Hospital a Hill Mill. Pumpy se opravdu prosadily a následkem toho bylo, že téměř každá významná pharmaceutická společnost přišla se svým vlastním řešením, pro které také vyráběla inzulin. Pumpy však chyběly častými poruchami, ucpávkami a dalšími nešvary na samotných infuzních setech. Nebylo neobvyklé, že pacient dostal v místě vpichu infekci. A těchto problémů bylo tolik, že lékaři i pacienti přestali mít o inzulinové pumpy zájem a byly ordinovány převážně pacientům s velmi vážnou diagnózou, se špatnou kompenzací diabetu. Tyto problémy se podařilo vesměs vymýtit s přelomem 80. a 90. let, kdy se výroba natolik zdokonalila, že inzulinové pumpy zažily renesanci, která přetrvává do dnes. Začaly se vyrábět přístroje


daleko bezpečnější, spolehlivější a přesnější, samozřejmé také menší. Původní kovové infuzní jehly byly nahrazeny plastovými, díky čemu se minimalizovalo riziko infekce. Doba provozu na jedno nabití se začala počítat na týdny. S příchodem levnějších a hlavně rozměrově menších elektronických součástek se také do pump dostaly větší uživatelské paměti dovolující uložení několika bazálních profilů, které se mohou měnit v průběhu dne v závislosti na pacientově potřebě, jeho životním stylu. Pumpy bývají vodotěsné, je častokrát možné ovládat na dálku, je tak možné například nastavit bolus diabetickému dítěti pomocí dálkového ovládání zatímco si dítě hraje. Pumpy obsahují již zmíněný bolus kalkulátor a to jak pro výpočet dávky inzulinu na porci jídla, tak také na korekční bolus, tedy dávku pro snížení glykemie zpět na normální úroveň anebo jsou schopny zobrazit, kolik aktivního inzulinu je ještě v těle pacienta(v závislosti na zadaných parametrech o uživateli, jako je váha, spotřeba inzulinu a podobně). 14, 15 Československo Zajímavostí je, že v Československu se také zvažovalo o výrobě inzulinové pumpy, která byla dokonce protypována. Ing. RNDr. P. Hirš pracoval ve Fyziologickém ústavu ČSAV od konce 70. let na vývoji inzulinové pumpy. Když v v roce 1977 vznikla na 2. LF UK ordinace pro mladistvé diabetiky, jejíž přednostou byl MUDr. Richard Foit, DrSc, který ve snaze docílit co nejlepších výsledků svých pacientů rozhodl zavést léčebnou metodu formou inzulinové pumpy. Obrátil se proto na Ing. Hirše a společně se pustili do vývoje prototypu inzulinové pumpy. Výsledkem jejich práce byla pumpa 1003, vyráběná od roku 1985 v závodu Kovo Brno. Léčba byla spíše experimentální a do roku 1990 se takto léčilo na 34 diabetiků. Tato pumpa byla velice přesná a spolehlivá a dopřála ředě pacientů nevídanou kvalitu života nebo zmírnění komplikací diabetu. Například 17letý diabetik, který se inzulinovou pumpou léčil jako první v ČSR byl s pumpou i operován a nebo 21leté pacientce umožnila snížit neustále vysoké glykemie, kuli kterým trpěla krutými neuropatickými bolestmi. Pumpa se napájela 4ks tužkových baterií. Další českou pumpou byl dávkovač inzulinu DI2-PC, vyvinutou ve Výzkumném ústavu zdravotnické techniky v Brně ve spoluprácis Endokrinologickým ústavem Lubochňa na slovensku. Pumpa byla nabíjena ze sítě a měla také kabel pro připojení k počítači, nebo programátoru, který měl být převážně v lékařských ordinacích. Pumpa měla být také vodotěsná. Byla ve fázi prototypu a bohužel se již, díky Sametové revoluci nedostala do výroby. A po roce 1990 byl český trh náhle zaplaven spoustou zahraničních pump, které měly svá dětská léta dávno za sebou a byly daleko přesnější a spolehlivější. 16

Moderní inzulinové pumpy Moderní inzulinové pumpy navazují na již zmíněné věci a s příchodem nových modelů se pouze zdokonaluje již vymyšlené. Dnes jsou potřeby diabetického pacienta známé a pumpy jsou schopny dávkovat inzulin s rozlišením až na 0.025 jednotky inzulinu (0.00025 ml), což je velmi vhodné například pro malé děti, kojence, kdy na jejich malé tělo spotřebují daleko méně inzulinu, než dospělý jedinec. S růstem se spotřeba inzulinu zvyšuje a v dospělosti se ustálí. Pro dospělého, z vlastní 14 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20456732 , Insulin pumps: from inception to the present and toward the future. , F. M. Alsaleh BPharm MSc, F. J. Smith BPharm, MA, PhD, MRPharmS, S. Keady BSc(Hons)Pharm, DipClinPharm, MRPharmS, AFNPP SP, K. M. G. Taylor BPharm, PhD MRPharmS , 2009 15 http://www.diabetes-support.org.uk/info/?p=287 , autor není znám 16 MUDr. Ludmila Dvořáková, DrSc, 2007 http://www.medatron.cz/d-info/historie/045.php ,


zkušenosti, je dostačující rozlišení na 0,5 jednotky inzulinu v případě bosulové dávky. Hojně využívané je však nastavování inzulinu po 0,1 jednotce. Pro bazální dávku se přesnost zvyšuje a většinou se jedná o 0.05 jednotky inzulinu, pro dospělého. Samozřejmě záleží na každém pacientovi. Pumpy jsou zpravidla vybaveny komunikačním zařízením, skrz které dokáží přijmout aktuální glykemii z glukometru a nebo odeslat data do PC. Obsahují bolusový kalkulátor, tedy kalkulačku, která doporučí ideální dávku inzulinu na základě aktuální glykemie, počtu sacharidů / jednotek jídla a individuálním nastavení citlivosti jedince na inzulin, které se nastaví s lékařem.

Zabezpečení pump Pumpy jsou vybaveny alarmy upozorňujícími na všemožné situace, ať už přiškrcenou kanylu – tedy uměle zastavený přívod inzulinu, slabou baterii, nízky stav zásobníku inzulinu, chyba tlačítka, chyba motorku, pípají, pokud je dlouho vypnutý přívod inzulinu a podobně. Uživatel si může zvolit, zda-li chce být upozorněn akustickým signálem, vibrací a nebo kombinací obou. Pumpy, které jsou vybaveny přijímačem CGM také varují na výkyvy glykemické křivky s důraznějším upozorněním na vážné stavy (velmi nízká, nebo naopak vysoká glykemie). Upozornění, která jsou uživatelem ignorována se stupňují – mění se zvuková výstraha, stoupá hlasitost, střídá se akustický a vibrační signál. Ignorována totiž mohou být nejen z důvodu, že uživatel pumpu neslyší například v hlasitém prostředí, nebo se sluchátky na uších, ale také pokud omdlí v důsledku špatné glykemie. Pumpa tak slouží zároveň jako akustický „maják“, který přivolá kolemjdoucí. Na displayi se v případě alarmu a delší neaktivity pacienta také zobrazí hláška, která říká, že se jedná o lékařský přístroj, že je nalezený člověk diabetik a žádost o přivolání rychlé záchranné služby. Bezdrátové přenosy mezi glukometrem, pumpou a počítačem jsem dnes samozřejmě šifrované a prolomení tohoto zabezpečení je v podstatě nemožné.

Pumpa dnes a v budoucnu, closed-loop Inzulinová pumpa jako taková je dnes již velmi vyspělé zařízení a nejsou žádné technické překážky, které by bránily léčbě – pokud se bavíme o aplikaci inzulinu, možná snad rychlost působení inzulinu – u zdravého jedince se inzulin vstřebává ze slinivky do krve rychleji, čímž se snižuje reakční doba v porovnání s diabetikem. Problém nastává až ve chvíli, kdy se začne uvažovat o již téměř uskučněném snu všech diabetiků - umělé slinivce - uzavřená smyčka, anglicky closed-loop.. Tento termín označuje systém, který se skládá z inzulinové pumpy, pravděpodobně také z dávkovače glukagonu, měřiče glykemie a procesorové jednotky. Prototypy těchto zařízení byly vyvinuty již v 60. a 70. letech minulého století, avšak jednalo se o velké, na místo vázané přístroje, které pracovali se stabilním pacientem a jejich algoritmus v podstatě nebyl moc flexibilní. Pokud bychom toto řešení ale chtěli uvést do praxe – jakože tyto snahy jsou a firmy mezi sebou závodí o prvenství v představení takého systému – musíme vzít v potaz daleko více faktorů, než jen vliv inzulinu na glykémii. Pokud pacient žije normálním životem, hýbe se, sportuje, má strach a stres, štěstí, stravuje se pravidelně, někdy i nepravidelně, z čehož se vstřebají sacharidy, které mohou mít různou dobu působení jak vlivem pacientova těla, tak složením jídla, je nemocný, ale také se vyplavují hormony, které jsou schopny, v určitých chvílích glykemii zvednout – všechno toto jsou faktory, které pozitivně či negativně ovlivňují glykemickou křivku a pumpa na ně musí umět reagovat. Jako uzavřená smyčka se toto řešení označuje proto, že po pacientovi není vyžadována žádná, nebo jen úplně minimální


interakce. Samozřejmě se o systém musí starat z hlediska doplňování inzulinu, nabíjení přístrojů a podobně, ale jinak by mělo být vše přenecháno systému, který si s glykemickou křivkou poradí. Právě nesmírný počet proměnných (a zdaleka jsem výše nevyjmenoval všechny faktory) v tomto řešení dělá z vývoje umělé slinivky nesmírný problém a to i přesto, že se na jeho řešení celosvětově podílejí různé týmy složené z vynikajících matematiků, chemiků, lékařů a techniků. Každopádně se jedná o budoucí směr vývoje inzulinových pump po boku s alternativním řešením, úspěšnou transplantací Langenhansových ostrůvků nebo samotných B-buněk, nebo metodou znovu vytvoření B-buněk z buněk kmenových. Zde jsou zcela odlišné problémy, jako je například problém s přijmutím nových buněk tělem pacienta, které si vlastní buňky už jednou zničilo, s tím spojenou doživotní nutností užívat prášky potlačující funkci imunitního systému, což přináší riziko mnoha jiných nemocí a přesto stále také riziko opětovného vyhubení B-buněk a nebo samotný problém udržet transplantované buňky při životě donutit je vyrábět inzulin. U closed-loop jsme zatím také limitování kvalitnou CGM senzorů, které zaprvé vydrží pouze 7 dní, přičemž každý den jejich přesnost klesá vlivem pacientova těla, které senzor bere jako něco sobě nevlastní – ač toto je již vcelku zdárně řešení chemickým „maskováním“ senzoru, tedy jakýmsi povlakem, který do senzoru propustí pouze molekuly ze kterých lze odečíst glykemii. Častokrát je však měření nepřesné a musí se stále kalibrovat, na což by ale měla odpovědět příští generace senzorů, které jsou očekávány někdo v letech 2016 – 2017 a neměly by mít potřebu kalibrace anebo ne tak často. Brzda ve vývoji léčby cukrovky je bezesporu také nutnost projít schvalovacím procesem, testy a zkouškami každého segmentu lékařských zařízení, které je nařízeno zákonem, což trvá v řádu týdnů měsíců až let a s tím spojenou nutností splňovat normy.

Schéma teoretického systému closed-loop


Alternativní aplikace inzulinu Alternativní, neinvazivní možnosti aplikace inzulinu jsou spíše idylického charakteru avšak některé získávají konkrétnější obrysy. Je snaha o vyvinutí vdechnutelného inzulinu, který je již ve fázi pokusů a ověřování. Dosavadní výsledky však ukazují, že vzhledem k možným ztrátám při cestě inzulinu ze zásobníku do těla (tedy při aplikaci) by bylo třeba až dvojnásobné množství v porovnání s injekční aplikací. Další zkoumanou cestou je aplikace inzulinu orálně, pomocí tablet. Tato cesta by byla vhodnou jak pro lidi, kteří se bojí injekcí, tak také pro děti, velmi obézní, nebo seniory, kdy se může stát, že se nedaří injekci vpíchnout vlivem kvality kůže pacienta. Čistý inzulin aplikovat nelze vzhledem k jeho bílkovinné povaze, důsledkem čehož by se v trávicím ústrojí rozložil. Proto je třeba zajistit kapsli povlak z látky, která projde bez dotčení ústy a žaludkem, než se dostane do tenkého střeva, ve kterém se rozloží a dojde k vypuštění inzulinu, který se absorbuje – pomocí přídavných látek – přes střevní stěnu do krevního oběhu. A na vývoji takovýchto léků pracuje řada laboratoří, například britská Diabetology, nebo indická USV. Dalším problémem této formy inzulinu je její nepředvídatelnost - nedá se určit jak moc a z jak dlouho bude inzulin působit a proto je jeho užití diabetiky 1. typu zatím nemožné a používá se pouze jako jedna z možností léčby diabetu 2. typu. 17

17 Moje cukrovka.cz, Klára Picková, AIDIA, 2012, http://www.mojecukrovka.cz/clanek/inzulin-v-

tabletkach/ ,


Nightscout, sociální stránka moderní léčby V poslední době se objevil také zajímavý fenomén sdílení aktuální glykemie se svými blízkými, kteří tak mohou vidět stav „sledovaného“ na displeji svých chytrých hodinek, mobilu, počítači či televizi. S nápadem přišli před pár lety Laura a John Costik(Američané), rodiče diabetického dítěte. Jejich syn byl diagnostikován s cukrovkou prvního typu a oni cítili klasickou beznaděj. Snažili se pro něj udělat co nejvíce a začali tak procházet trh s inzulinovými pumpami a CGM zařízeními. Nakonec si vybrali CGM systém od společnosti Dexcom, který umožňuje sdílet data s počítače i mobilním telefonem. Načež John vymyslel systém, kdy odesílal data s glykémií do jednoduché Google dokumentu a zpětně je zobrazoval na jejich iPhonech, pro které napsal aplikaci. Vše však bylo limitováno nutností umístění Dexcom přijímače v dosahu notebooku, který data odesílal. Na řadu tak přišlo vylepšení ve formě odesílání dat skrz Android telefon, který si jejich syn mohl vzít všude sebou. John o svém počínání začal twitterovat díky čemuž si ho všimli další lidé, kteří měli o jeho nápad zájem. Společně vytvořili systém, který je dnes znám jako Nightscout, což je open source / sociální program umožňující vzdáleně monitorovat glykemii svých blízkých a být tak v klidu při vědomí jejich aktuálního stavu. Jedinečnost tohoto systému tkví v tom, že je to poměrně důmyslné technické řešení, vyvinuté diabetickou komunitou.

Diabetické dítě s aplikovaným senzorem glykémie a reakce jeho maminky na sociální sítí

Ve spojení s tímto vznikla facebooková skupina „CGM in the cloud“ a hastag „#WeAreNotWaiting“, kam se přidávají stále další a další rodiče diabetických dětí, stejně tak jako jako diabetici samotní a rozšiřují jak vědomí o této zkupině a aplikaci Nightscoutu, tak také vývojářskou základnu.


Výhoda pro diabetiky používající systém firmy Dexcom spočívá v otevřenosti firmy, která volně poskytuje API (vývojářské balíčky) pro jejich systém a kdokoli si tak může vyrobit svou nadstavbu. Toto bohužel neplatí pro firmu Medtronic, která je v tomto značně pozadu a dokonale vystihuje utopický obrázek obrovské americké společnosti, která je uzavřená sama v sobě. Nedávno byl sice představen systém Minimed Connect, který umožňuje spojit inzulinovou pumpu s chytrým telefonem, ale nejedná se o otevřený systém, jako v případě Dexcomu a navíc jeho kompatibilita není zajištěna ani se všemi pumpami od Medtronicu samotného. Jediná možnost pro uživatele Medtronicu je tak manuální nahrání tabulkového souboru s daty, což však postrádá flexibilitu Nightscout.


Zdroje Velká část textů je z autorových zkušeností, osobních znalostí z dlouhodobého zájmu o téma, které je mu velmi blízké. 1 Data o diabetu v ČR. Diabetcka asociace [online]. 2013, http://www.diabetickaasociace.cz/co-je-

diabetes/data-o-diabetu-v-cr/ 2 Atlas poster, International Diabetes Federation, 2014, https://www.idf.org/sites/default/files/Atlas-

poster-2014_EN.pdf 3 Inzulin v Ceskoslovensku, Praktické lékařství[online]., Mgr. Jindřiška Krejčová, 2014 http://www.praktickelekarenstvi.cz/artkey/lek-201502-0009_Inzulin_v_Ceskoslovensku.php 4 , Diabeticlifestyle [online]. Insulin: Its History and Future, Bonnie Sanders Polin, PhD, 2011, 2015 update,

http://www.diabeticlifestyle.com/live-well/diabetes-management/insulin-its-history-future, 5, 6, 7 BRITISH JOURNAL OF BIOMEDICAL SCIENCE[online]. S. F. Clarke, J. R. Foster, http://www.bjbs-

online.org/pdf/pp83-93%20BJBS69(2).pdf , 2012 8, 9, 10, 11 NLK, Šimon Krýsl, 2010 http://www.nlk.cz/publikace-nlk/lekarska-knihovna/2010/lk2010-1-2/k-historiiinjekcni-strikacky 12 Journal of Diabetes and Technology, Jean-Louis Selam, 2010

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2901025/pdf/dst-04-0505.pdf , 13 Diabetes Balance magazine, 2014, https://www.diabetes.org.uk/About_us/News/Diabetes-

Technology/ 14http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20456732 , Insulin pumps: from inception to the present and toward the future. , F. M. Alsaleh BPharm MSc, F. J. Smith BPharm, MA, PhD, MRPharmS, S. Keady BSc(Hons)Pharm, DipClinPharm, MRPharmS, AFNPP SP, K. M. G. Taylor BPharm, PhD MRPharmS , 2009 15 http://www.diabetes-support.org.uk/info/?p=287 , autor není znám 16 MUDr. Ludmila Dvořáková, DrSc, 2007 http://www.medatron.cz/d-info/historie/045.php , 17 Moje cukrovka.cz, Klára Picková, AIDIA, 2012, http://www.mojecukrovka.cz/clanek/inzulin-v-

tabletkach/ ,

SEMINÁRNÍ PRÁCE. III. Semestr, Design 2, FA ČVUT, Praha Studijní předmět DĚJINY TECHNIKY. Autor ONDŘEJ PEĽÁK

Recommend Documents