Die Automatisierten Insulin-Dosiersysteme (AID-Systeme) sind eine relativ neue Technologie im Bereich der Insulinpumpentherapie . Sie sind darauf ausgelegt, die Blutzuckerkontrolle bei Menschen mit Diabetes zu verbessern, indem sie automatisch die Insulindosierung anpassen und dadurch das Risiko von Hypoglykämien (Unterzuckerungen) und Hyperglykämien (Überzuckerungen) reduzieren.
Die Geschichte der Insulinpumpe geht bis in die 1970er Jahre zurück, als die erste kommerzielle Insulinpumpe von Dr. Arnold Kadish entwickelt wurde. Diese Pumpe war jedoch nicht automatisiert und erforderte eine manuelle Anpassung der Insulindosis durch den Benutzer. Mal ganz abgesehen von der Nutzbarkeit im Alltag, wie unschwer in den Abbildungen zu erkennen.
In den 1980er Jahren wurden automatisierte Insulinpumpen eingeführt, die eine verbesserte Blutzuckerkontrolle ermöglichten. Diese Pumpen hatten jedoch begrenzte Funktionen und konnten nur die Basalrate (die kontinuierliche Insulinabgabe) steuern. Die Insulinabgabe musste immer noch manuell angepasst werden, um auf die Bedürfnisse des Benutzers zu reagieren.
Bereits in den 1990er Jahren gab es Forschungsprojekte und klinische Studien zum Thema AID-Systeme, die sehr vielversprechende Ergebnisse lieferten. Ein Einsatz im breiten Markt scheiterte jedoch noch an den damalig verfügbaren Technologien.
Im Jahr 2006 wurde die erste Insulinpumpe mit einem AID-System auf den Markt gebracht. Das System nutzte kontinuierliche Glukosemessungen (CGM), um automatisch die Insulindosis anzupassen, dies aber nur im Sinn einer sog. Hypoglykämievorabschaltung ( PLGS – Predictive Low Glucose Suspend). Auch war das System noch nicht in der Lage, die Insulindosis vollständig automatisch zu steuern, Empfehlungen für Bolusgaben zu den Mahlzeiten basierten weiterhin auf den hinterlegten Einstellungen im Bolusrechner/Boluskalkulator.
Die erste Insulinpumpe mit einem vollautomatisierten AID-System, das CGM-Daten nutzte, um die Insulindosis automatisch anzupassen, ohne dass eine manuelle Eingabe erforderlich war, war die Medtronic MiniMed 670G, die im Jahr 2016 auf den Markt gebracht wurde. Die Insulinpumpe verwendet einen eigenen Sensor zur kontinuierlichen Überwachung des Glukosespiegels und passt die Insulinabgabe automatisch an, um den Blutzuckerspiegel innerhalb des Zielbereichs zu halten.
Es war ein bedeutender Fortschritt in der Behandlung von Typ-1-Diabetes und eine Vorstufe zu weiteren vollautomatisierten Insulinpumpensystemen die auf den Weg gebracht wurden und sicherlich kommen werden.
Seitdem haben sich AID-Systeme weiterentwickelt und verbessert. Die neuesten Systeme können sowohl auf CGM-Daten als auch auf anderen Daten wie der Insulinempfindlichkeit des Benutzers, der Kohlenhydratmenge in der Mahlzeit und der aktuellen Insulinmenge im Körper reagieren. Einige Systeme bieten auch Funktionen wie Fernüberwachung, automatisierte Bolusabgaben und automatisierte Korrekturen von Hypoglykämien.
Insgesamt bieten AID-Systeme eine vielversprechende Möglichkeit, die Blutzuckerkontrolle bei Menschen mit Diabetes zu verbessern. Die Technologie ist jedoch noch relativ neu und es gibt noch viel Raum für weitere Entwicklungen und Verbesserungen.
Es gibt mehrere Hersteller, die automatisierte Insulin-Dosiersysteme (AID-Systeme) für Insulinpumpen entwickelt haben.
An dieser Stelle sollte man auch die Entwicklungen aus der Open-Source-Community nicht unerwähnt lassen. Die Closed-Loop-Bewegung „Do-it-yourself“ (DIY) begann 2013, als eine Gruppe von Menschen mit Typ-1-Diabetes und ihren Familien begann, online zusammenzuarbeiten, um Open-Source-Closed-Loop-Software zu entwickeln.
Viele teilten ihr Wissen und ihre Erfahrungen unter dem Hashtag #WeAreNotWaiting in Bezug auf ihre Frustration über den langsamen Fortschritt der Entwicklung von Medizinprodukten und Verzögerungen bei der behördlichen Zulassung von AID-Systemen. Diese DIY-Systeme verbinden handelsübliche Insulinpumpen und CGMS mit einem Open-Source-Algorithmus, der entweder in einer Smartphone-Anwendung oder in benutzerdefinierter Hardware enthalten ist, die Glukosedaten vom Sensor analysiert und die Insulinabgabe durch die Pumpe aus der Ferne anpasst. Das erste DIY-Closed-Loop-System enthielt einen Funkstick zur Kommunikation zwischen der Insulinpumpe und einem Minicomputer mit dem Algorithmus, aber das Aufkommen von Bluetooth-fähigen Pumpen bedeutet, dass immer mehr dieser Systeme Smartphones oder andere mobile Geräte verwenden, um den Algorithmus zu hosten und direkt mit der Pumpe kommunizieren. Während die meisten Do-It-Yourself-Systeme ähnlich wie konventionelle Hybrid-Closed-Loop-Systeme funktionieren, bei denen Benutzer Boli mit Mahlzeiten manuell verabreichen, entscheiden sich einige Benutzer dafür, Funktionen zu aktivieren, die es ihnen ermöglichen, Mahlzeitenankündigungen und Boli zu überspringen.
Zuverlässige Nutzungszahlen sind schwer nachzuvollziehen, aber neuere Schätzungen gehen davon aus, dass es weltweit über 2800 Nutzer von DIY-Closed-Loop-Systemen gibt, darunter OpenAPS, AndroidAPS und iOS.Loop. Zu den attraktivsten Merkmalen dieser Systeme für Benutzer zählen ihre kostengünstige Verfügbarkeit und die erhöhte Anpassbarkeit im Vergleich zu kommerziellen hybriden Closed-Loop-Systemen. Obwohl nur wenige klinische Studien mit DIY-Closed-Loop-Systemen durchgeführt wurden, haben Analysen von selbst berichteten Daten von Benutzern Vorteile in Bezug auf HbA1c, Zeit im Bereich, Glukosevariabilität und weniger Episoden von Hypoglykämie gezeigt. Zu den berichteten quantitativen Ergebnissen gehören eine geringere psychische Belastung durch das Diabetes-Management und eine geringere Abhängigkeit von der Kohlenhydratzählung. Der objektive Vergleich von Daten zwischen Patienten wird durch die stark individualisierte Verwendung von DIY-Systemen zwischen Benutzern und die Tatsache, dass sie Open-Source-Software verwenden, begrenzt, was bedeutet, dass jeder Benutzer die Algorithmen anpassen kann. In EDV-simulierten Studien können diese Herausforderung überwinden und wurden von einigen Gruppen verwendet, um die Sicherheit und Wirksamkeit dieser Systeme festzustellen und einen Vergleich mit kommerzialisierten Technologien zu ermöglichen.
Tatsächlich begann die Forschung an vielen kommerziell erhältlichen Closed-Loop-Systemen mit simulierten Versuchen.
Derzeit befinden sich Health-Care-Provider aus dem Fachbereich Diabetologie einer herausfordernden Position, wenn sie sich um Menschen kümmern, die aktiv DIY-Systeme verwenden oder daran interessiert sind. Einerseits berichten viele Anwender von Verbesserungen der glykämischen Kontrolle und Lebensqualität; Auf der anderen Seite fehlen diesen Technologien formelle Sicherheitsstudien und Genehmigungen von Aufsichtsbehörden, und sie beinhalten häufig die Off-Label-Nutzung von zugelassenen CGMS und Insulinpumpen.
Stand 23.02.2023 – Autor: Heiko Müller/Diabetesberater DDG
Es ist wichtig zu beachten, dass jedes System seine eigenen einzigartigen Funktionen und Eigenschaften hat. Die Entscheidung für ein bestimmtes System hängt von den individuellen Bedürfnissen und Vorlieben des Benutzers ab. Es ist auch wichtig, sich daran zu erinnern, dass AID-Systeme eine relativ neue Technologie sind und weitere Entwicklungen und Verbesserungen zu erwarten sind.
CGM steht für Continuous Glucose Monitoring, was übersetzt für kontinuierliche Glukosemessung steht. CGM-Systeme sind tragbare Geräte, die kontinuierlich den Blutzuckerspiegel von Menschen mit Diabetes messen und diese Informationen in Echtzeit an einen Empfänger senden. Das ermöglicht den Betroffenen, ihren Blutzuckerspiegel kontinuierlich zu überwachen und frühzeitig auf Schwankungen im Blutzuckerspiegel zu reagieren, um das Risiko von Komplikationen zu reduzieren. CGM-Systeme sind ein wichtiger Bestandteil der modernen Diabetesbehandlung und bieten eine verbesserte Möglichkeit zur Überwachung und Kontrolle des Blutzuckerspiegels im Vergleich zu herkömmlichen Blutzuckermessgeräten.
Es gibt zwei Hauptmethoden, die bei CGM-Systemen zur Messung des Blutzuckerspiegels verwendet werden: enzymatische und nicht-enzymatische Sensoren.
Enzymatische Sensoren verwenden eine elektrochemische Reaktion, um Glukose zu messen. Der Sensor enthält eine Glukose-Oxidase, die Glukose in Glukonsäure und Wasserstoffperoxid umwandelt. Die entstandene Menge an Wasserstoffperoxid wird dann durch einen Elektrolyten im Sensor gemessen. Die Glukosekonzentration wird aus der gemessenen Menge an Wasserstoffperoxid berechnet.
Nicht-enzymatische Sensoren verwenden stattdessen physikalische Eigenschaften von Glukose, um den Blutzuckerspiegel zu messen. Zum Beispiel kann ein Sensor die Reflexion von Licht messen, das durch den Sensor verläuft und die Glukosemenge im Gewebe beeinflusst. Andere Sensoren messen die elektrische Leitfähigkeit oder Kapazität des Gewebes, um den Blutzuckerspiegel zu bestimmen.
Unabhängig von der Messmethode verwendet der Sensor in der Regel eine kleine Nadel, die unter die Haut eingeführt wird, um Glukose in der Interstitialflüssigkeit (Gewebsflüssigkeit) zu messen. Da der Blutzuckerspiegel und der Glukosegehalt im Interstitium nicht identisch sind, sollte bei Abweichung der Werte eine Kalibrierung durchgeführt werden. Die Kalibrierung erfolgt durch einen Vergleich der Glukosewerte, die vom Sensor erfasst werden, mit Blutzuckermessungen, die mit einem traditionellen Blutzuckermessgerät durchgeführt werden. Einige Systeme sind werksseitig vorkalibriert und benötigen keine weiteren Abgleichungen im Verlauf der Tragezeit.
Non-invasive Methoden zur Messung des Blutzuckerspiegels sind ein aufregendes Forschungsfeld in der Diabetologie. Diese Methoden würden die Notwendigkeit einer Hautpenetration durch eine Nadel oder einen Sensor beseitigen und damit das Risiko von Infektionen, Schmerzen und Irritationen reduzieren.
Ein vielversprechender Ansatz zur nicht-invasiven Glukosemessung ist die Verwendung von Infrarotspektroskopie. Andere Ansätze nutzen Ultraschall, Raman-Spektroskopie oder optische Kohärenztomographie, um die Glukosekonzentrationen im Blut zu bestimmen.
Obwohl die Forschungen in diesem Bereich vielversprechend sind, stecken die meisten dieser technologischen Ansätze noch in Entwicklungsstadien und müssen noch gründlich getestet werden, bevor sie in der breiten Masse Anwendung finden. Wenn diese Technologien jedoch erfolgreich eingesetzt werden können, könnten sie eine erhebliche Verbesserung der Lebensqualität für Menschen mit Diabetes darstellen und eine bessere Kontrolle des Blutzuckerspiegels ermöglichen. Wir sind gespannt und werden über aktuelle Entwicklungen in unserem Newsletter berichten: Melde Dich einfach an und bleibe auf dem neuesten Stand.
CGM-Systeme wurden erstmals in den 1980er Jahren entwickelt und seitdem kontinuierlich weiterentwickelt. Frühe Systeme waren jedoch ungenau und unzuverlässig und wurden daher nur selten verwendet. In den letzten Jahren haben jedoch signifikante Fortschritte in der Technologie und Algorithmen zur Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit von CGM-Systemen geführt, was zu einer breiteren Anwendung und Akzeptanz geführt hat.
CGM-Systeme sind tragbare Geräte, die kontinuierlich den Blutzuckerspiegel von Diabetikern messen und diese Informationen an einen Empfänger senden, der entweder in das Gerät integriert ist oder als separates Gerät getragen wird. Das System verwendet einen Sensor, der unter die Haut eingeführt wird, um kontinuierlich den Blutzuckerspiegel zu messen. Die gemessenen Daten werden dann drahtlos an einen Empfänger gesendet, der den Benutzer in Echtzeit über seinen Blutzuckerspiegel informiert. Das System kann auch Alarme auslösen, wenn der Blutzuckerspiegel zu hoch oder zu niedrig ist, was dazu beiträgt, Komplikationen zu vermeiden.
Der Markt für CGM-Systeme wächst rasant. Derzeit gibt es eine Vielzahl von Herstellern von CGM-Systemen auf dem Markt, darunter sind Firmen wie Dexcom, Abbott, Medtronic und Senseonics. Die meisten CGM-Systeme erfordern ein Rezept und werden von Versicherungen oder Medicare abgedeckt. CGM-Systeme sind in der Regel teurer als bisherige Blutzuckermessungen, bieten jedoch einen erheblichen Mehrwert, insbesondere für Familien mit Kleinkindern und Kinder sowie Jugendlichen.
In Zukunft wird erwartet, dass CGM-Systeme noch genauer, zuverlässiger und kleiner werden, was die Verwendung und Akzeptanz weiter erhöhen wird. Auch bei den Bestrebungen, CGM-Systeme mit Insulinpumpen und anderen Geräten zu integrieren, sind die Hersteller phantasievoll und stellen sicherlich in den kommenden Jahren viele Innovationen vor.
CGM-Systeme sind ein wichtiger Bestandteil der modernen Diabetesbehandlung. Sie bieten eine kontinuierliche Überwachung des Blutzuckerspiegels, was dazu beitragen kann, Komplikationen zu vermeiden. Der Markt für CGM-Systeme wächst schnell und es wird erwartet, dass sie in Zukunft noch genauer und zuverlässiger werden. Zusammen mit anderen Technologien wie Insulinpumpen könnten sie dazu beitragen, das Leben von Diabetikern zu verbessern und das Risiko von Komplikationen zu reduzieren.
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