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Administración de insulina a pacientes con diabetes sería automática

Un sistema que permite medir la cantidad de insulina requiere un paciente con diabetes tipo 1 en tiempo real y que automatiza la administración de la hormona –sin que el usuario tenga que autoinyectarse– fue desarrollado por investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín.

Medellín, 31 de mayo de 2021Agencia de Noticias UN-

El algoritmo mide los niveles de glucosa, establece la cantidad de insulina que necesita el paciente y se la administra automáticamente. Foto: Unimedios

Así funciona un páncreas artificial. Imágenes: María Fernanda Villa.

El gráfico explica qué pasa con los pacientes que sufren de diabetes tipo 1.

La insulina regula los niveles de glucosa en la sangre.

En el mundo hay 463 millones de adultos y 1,1 millones de niños con diabetes. Foto: Unimedios

Este modelo forma parte del avance de un sistema de páncreas artificial que dirige el profesor Pablo Rivadeneira del Departamento de Energía Eléctrica y Automática.

La ingeniera de control María Fernanda Villa Tamayo, estudiante de la Maestría en Ingeniería - Automatización Industrial y creadora del algoritmo que hace posible que el sistema sea automático, explicó que el páncreas artificial consta de un sensor que se instala en el paciente para medir los niveles de glucosa, una bomba de infusión de insulina y un controlador que calcula las dosis necesarias de manera automática.

El controlador desarrollado por ella consiste en un esquema de control predictivo basado en modelo (MPC) y funciona como “cerebro” del páncreas artificial.

“Con esa medición sabemos si la insulina está en un rango normal o si se sube (hiperglucemia) o se baja (hipoglucemia). Esto es importante porque durante el día los niveles de glucosa en el cuerpo varían: bajan cuando se hace ejercicio y suben con el estrés; además cada vez que un paciente come tiene que calcular cuántos carbohidratos se va a ingerir para saber cuánta insulina se debe aplicar”, dijo.

El algoritmo tiene además la capacidad de calcular la cantidad de insulina que se necesita, con base en las mediciones de los niveles de glucosa en la sangre. Pero no se queda solo en el cálculo, sino que a través de un sistema dotado con un catéter –que generalmente va conectado al abdomen del paciente– el sistema administraría automáticamente el medicamento sin que la persona tenga que hacer ninguna actividad adicional.

El sistema desarrollado junto con el profesor Rivadeneira y su equipo fue probado con pacientes virtuales, a través de un simulador aprobado por la Administración de Medicamentos y Alimentos de Estados Unidos (FDA), mediante el cual se verifica que el controlador regule adecuadamente la glucosa.

Así mismo está por entrar en una nueva etapa de pruebas con animales, y si los ensayos son exitosos, entraría en una fase de ensayos clínicos con personas.

Pruebas en cerdos

“El profesor Rivadeneira ya empezó un nuevo proyecto –en el que yo participo– para hacer las pruebas con cerdos. También se adelantan conversaciones con un hospital en Medellín para evaluar cómo se podrían hacer en humanos; en este momento está en construcción el prototipo final para optimizar la estrategia de regulación de los niveles de glucosa en cerdos”, señaló la ingeniera Villa.

Para ella lo más sorprendente de su investigación fue entender que el cuerpo humano es una máquina perfecta, que automáticamente hace todos los procesos –como la regulación del nivel de glucosa– sin que nos demos cuenta. “Yo solo traté de emular un páncreas y fue complejo; hacerlo con todo el cuerpo sería casi imposible”, añadió.

La diabetes tipo 1 (diabetes mellitus) es una enfermedad autoinmune en la cual se destruyen las células pancreáticas beta, que se encargan de secretar la insulina. El paciente que sufre de esta enfermedad no tiene la capacidad de regular la concentración de glucosa en su sangre y esta se empieza a acumular en grandes cantidades, lo que a largo plazo genera daños en órganos como el corazón, los ojos, los riñones y el sistema nervioso.

Según la Federación Internacional de Diabetes, en 2020 había 463 millones de adultos diabéticos en el mundo –el 9,3 % de la población mundial– con edades entre los 20 y 79 años, además de 1,1 millones de niños y adolescentes con la enfermedad.

(Por: fin/VRB/MLA/LOF
)
N.° 27

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