Pankreas buatan

Pankreas buatan adalah alat atau sistem peranti yang bersepadu untuk mengantikan pankreas endokrin. Ia digunakan untuk mengesan paras kandungan gula di dalam darah bagi menentukan jumlah insulin yang diperlukan dan menghantar kadar insulin yang bersesuaian yang diperlukan. Pankreas buatan juga merupakan teknlogi yang sedang dibangunkan bagi membantu pengidap kencing manis bagi mengawal kadar glukos darah mereka secara automatik dengan membekalkan pengganti fungsi endokrin sebagaimana pankreas sihat.

Terdapat beberapa fungsi exokrine (penghadapan) dan endokrine (hormon) bagi pankreas, tetapi ia adalah ketiadaan penghasilan insulin yang menjadi perangsang bagi membangunkan pengganti. Sungguhpun keadaan kini bagi rawatan pengganti insulin dihargai kerana membantu menyelamatkan nyawa, tugasan mengurus secara insani kadar gula dalam darah dengan insulin semata-mata adalah mejerihkan dan tidak mencukupi.

Komponen dalam pankrease buatan adalah terdiri daripada glukosa monitor automatik, automatik sistem penyampaian insulin, algoritma untuk menghubungkan paras glukosa darah dengan penghantaran insulin.

Matlamat pankreas buatan adalah dua sasaran:

1. Membaiki rawatan penggantian insulin sehingga kawalan glycemik adlah hanpir normal sebagai mana dibuktikan dengan pengelakan pronosis hiperglysemia, dan
2. Meringankan beban rawatan bagi mereka dengan pergantungan insulin.

Pengenalan Pankreas

Pankreas adalah kelenjar organ pencernaan dan endokrin sistem vertebrata. Ia adalah kedua-dua kelenjar endokrin menghasilkan beberapa hormon penting, termasuk insulin, glucagon, dan somatostatin, serta kelenjar eksokrin, jus pankreas merembeskan mengandungi enzim pencernaan yang lulus ke usus kecil. Enzim ini membantu dalam pecahan lagi karbohidrat, protein, dan lemak dalam chyme itu. Ramai orang yang tidak mengetahui tentang apa itu pankreas berbanding dengan anggota tubuh badan yang lain. Malah, kelenjar ini merupakan sebahagian daripada sistem pencernaan yang sering diabaikan sehingga berlakunya masalah.

Endokrin

Bahagian pankreas dengan fungsi endokrin terdiri daripada kira-kira satu juta kelompok sel dipanggil sel-sel Langerhans. Terdapat empat jenis sel utama di pulau-pulau kecil. Mereka yang agak sukar untuk membezakan dengan menggunakan teknik pewarnaan standard, tetapi mereka boleh diklasifikasikan oleh rembesan mereka: sel-sel merembeskan glucagon α, β sel-sel merembeskan insulin, sel-sel merembeskan δ somatostatin, dan sel-sel merembeskan PP pankreas polipeptida. Pulau kecil adalah koleksi padat sel-sel endokrin disusun dalam kelompok dan tali dan bersimpang-siur dengan rangkaian padat kapilari. Kapilari pulau kecil dipenuhi oleh lapisan sel-sel endokrin dalam hubungan secara langsung dengan kapal, dan sel-sel endokrin yang paling dalam hubungan secara langsung dengan saluran darah, sama ada proses cytoplasmic atau aposisi langsung.

Eksokrin

Berbeza dengan pankreas endokrin, yang merembeskan hormon ke dalam darah, pankreas eksokrin menghasilkan enzim pencernaan dan cecair alkali (dirujuk sebagai jus pankreas), dan merembeskan mereka ke dalam usus kecil melalui sistem saluran eksokrin sebagai tindak balas kepada kecil usus hormon secretin dan cholecystokinin. Enzim pencernaan termasuk trypsin, chymotrypsin, pankreas lipase, dan amilase pankreas, dan dihasilkan dan dirembeskan oleh sel-sel acinar pankreas eksokrin. Sel-sel tertentu yang selaras saluran pankreas, dipanggil sel-sel centroacinar, merembeskan penyelesaian bikarbonat dan garam yang kaya ke dalam usus kecil.

Diebetes Mellitus

Diabetes Melitus dibahagikan kepada dua kategori :

1) Jenis 1 : Pesakit di dalam kategori ini memerlukan suntikan insulin dari luar untuk mengawal tahap glukosa darah oleh disebabkan kegagalan badan untuk menghasilkan insulin semula jadi.

2) Jenis 2 : Masalah ini disebabkan oleh kerintangan insulin atau insulin yang dihasilkan tidak mencukupi.

Pankreas Buatan

Pankreas buatan merupakan satu alat gantian untuk membantu pesakit yang mengalami kerosakan pada pankreas asal yang mungkin di sebabkan oleh kecederaan pada pankreas tersebut atau pankreas tersebut telah hilang sebahagian daripada fungsi asalnya iaitu untuk mengesan kehadiran glukos yang berlebihan dalam badan dan merembeskan cecair insulin yang berfungsi untuk menurunkan tahap glukos tersebut. Pankreas buatan ini akan mengesan tahap gula dalam darah dan akan menghasilkan insulin secukupnya bagi menurunkan kembali kadar gula dalam darah ke tahap yang normal.

Bahagian Komponen Pankreas Buatan :

1. Pengawal Glukos Automatik

2. Sistem Perembesan Insulin Automatik

3. Penyambung untuk Komponen Pengawal Glukos Automatik dan Sistem Perembesan Insulin Automatik.

Secara ringkasnya, diabetes dapat dipecahkan kepada 2 golongan :

1) Insulin-Dependent Diabetes Mellitus(IDDM) -Berkaitan dengan insulin -Terjadi di usia muda -Perlu disuntik insulin dengan teratur supaya penderita penyakit ini kekal sihat

2) Non-Insulin-Dependent Diabetes Mellitus (NIDDM) -Bergantung kepada insulin dan faktor usia samada muda atau tua -Melalui diet yang teratur, penyakit ini dapat dikawal.

Terapi Insulin

Insulin merupakan antara hormon yang penting untuk badan. Tanpa ia, badan tidak dapat mengawal atau menggunakan glukosa dengan sempurna. Dari segi perubatan, terapi insulin merupakan rawatan untuk penyakit diabetes melitus di mana insulin digunakan untuk merawatinya. Untuk pengatahuan, diabetes bermaksud kekurangan insulin di sebabkan lebihan gula di dalam darah. Suntikan insulin atau penggunaan pam untuk meniru sistem semula jadi badan adalah intensif terapi insulin ini.

Pam Insulin

- Alat untuk merembeskan insulin

- Terdapat komponen untuk menyimpan insulin yang akan di rembeskan apabila perlu

- Terdapat komponen untuk mengawal perembesan insulin di luar badan

- Boleh dibawa ke mana sahaja di sebabkan pam ini agak kecil dan ringan

Kelebihan Pam Insulin

1. Tidak perlu cucuk insulin setiap hari

2. Insulin yang dihasilkan cukup mengikut kadar yang diperlukan

Kekurangan Pam Insulin

1. Jangkitan kuman pada kulit

2. Pam terpaksa dibawa ke mana sahaja pesakit pergi

Pam Insulin Yang Ditanam Dalam Badan

Pam yang ditanam didalam badan melalui pembedahan memberi kesan yang lebih selesa kepada pesakit dan tidak akan berlaku jangkitan kuman pada kulit pesakit.

Mekanisma Pengepaman

Alat pengesan akan di letak di dalam salur darah yang mengalir ke jantung. Alat pengesan tersebut akan disambungkan menggunakan wayar kepada pam insulin yang juga ditanam di dalam badan melalui pembedahan. Jika tahap gula dalam darah meningkat maka alat pengesan tersebut akan menghantar isyarat kepada pam insulin supaya cecair insulin dirembeskan secukupnya. Alat pengesan tersebut mengesan tahap darah dalam badan dengan lebih tepat jika dibandingkan apabila membuat ujian darah dengan mencucuk hujung jari dengan jarum dan menguji tahap gula dalam badan melaui darah tersebut. Melalui beberapa kajian yang telah di lakukan, kandungan darah dalam badan adalah sangat terkawal jika menggunakan pam insulin yang disambungkan kepada alat pengesan glukos tersebut. Insulin yang terdapat di dalam pam tersebut akan ditambah setiap 1-3 bulan mengikut keperluan pesakit. Jarum hipordermik akan digunakan untuk menambah insulin ke dalam pam tersebut. Insulin akan di cucuk terus ke dalam pam tersebut melalui kulit pesakit. Lebihan insulin akan di sedut keluar dan diganti dengan yang baru.

Kelebihan Pam Insulin yang ditanam di Dalam Badan

- Selamat dan sangat efektif

- Membaikkan kawalan metabolism

- Penambahan insulin ke dalam pam sangat praktikan dan selamat

Kekurangan Pam Insulin yang ditanam di Dalam Badan

- Had penggunaan bateri

Mekanisme Pam Tekanan Wap

Daya penggerak pam ini dijana oleh gas wap (biasanya Freon).Pam ini terdiri daripada dua kebuk bertujuan untuk menyimpan insulin dan sistem wap.Wap yang tersimpan di dalam kebuk bahagian atas akan menolak “bellow chamber” yang mengandungi insulin.Tekanan yang terhasil antara kebuk atas dan bawah adalah sama tanpa mengira jumlah insulin. Kadar infusi ditentukan oleh penghad aliran keluar.Terdapat dua penghad aliran keluar.Apabila injap diaktifkan, salah satu penghad aliran akan dipintas.Jika injap tidak diaktifkan, insulin masih akan mengalir keluar tetapi kadar infusi adalah terhad.Oleh itu, insulin akan terus dihantar.Jumlah insulin (iaitu infusi kadar) bergantung kepada penghad aliran keluar.Tidak ada bahagian yang akan menyebabkan peningkatan geseran. Mekanisme ini tidak memerlukan tenaga elektrik sebagai sumber tenaga untuk mengepam tetapi penjagaan perlu diambil dalam tekanan wap kerana tekanan wap boleh menyebabkan tekanan ambien dan faktor-faktor lain meningkat.Ini mungkin membawa kepada infusi yang tidak terkawal.

Sensor Glukosa

Sistem pemantauan glukosa akan mengukur tahap hidrogen peroksida. Hidrogen peroksida dihasilkan oleh tindak balas enzim glukosa di tapak membran oxidase glukosa bergerak.

Glukosa + O2 → asid Gluconiuc + H2O2

Bagi jarum glukosa jenis sensor, sensor terdiri daripada platinum anod dan katod perak. Elektrod, dimuatkan dengan 0.6 V voltan polarographic,bagi mengukur hidrogen peroksida. Sensor glukosa jenis jarum dimasukkan ke dalam tisu subkutaneus lengan atau abdomen untuk memastikan tahap glukosa di dalam pancreas dipantau.

Mikrodialisis

Terdapat juga sensor jenis mikrodialisis. Kateter yang menggabungkan gentian dialysis nipis dimasukkan ke dalam tisu subkutaneus lemak pesakit. Pengairan di dalam gentian ini mengandungi cecair isotonik bebas glukosa. Melalui liang dalam serat dialisis dan kateter, bendalir yang mengalir ini adalah dalam keadaan pertukaran berterusan dengan ISF sekitar kateter. Ini telah menyebabkn kecurunan kepekatan lazim, glukosa bergerak dari ISF ke cecair perfusi bebas glukosa. Cecair perfusi dipam ke pengesan glukosa yang terletak di luar badan untuk mengukur kepekatan glukosa secara berterusan.

Kaedah Bukan Invasif

Kaedah bukan invasif (Non-invasively) membolehkan pengamal perubatan mengawasi tahap glukosa dalam darah seseorang pesakit tanpa menjalankan ujian darah (blood test), mahupun menyebabkan kesakitan dan trauma kepada pesakit. Radiasi Elektromagnet digunakan dalam kaedah ini ; tahap glukosa dalam darah ditentukan secara menyukat interaksi terus di antara partikel glukosa dan sinaran electromagnet, serta melalui kesan tidak langsung dari glukosa terhadap sifat kulit manusia. Pada awalnya tahap glukosa ditentukan dengan bacaan penyerapan cahaya (light absorption) dalam kaedah stereoskopik, kemudian telah digantikan dengan mengambil bacaan perubahan indeks biasan (refractive index) cecair dalam tubuh manusia. Peningkatan konsentrasi glukosa menyebabkan turut berlaku peningkatan pada indeks biasan sesuatu cecair.

Sistem open-loop

Sistem ini melibatkan penggunaan pengesan glukosa, dan doktor/pengguna hendaklah menitikberatkan jumlah dan selang masa sebelum pengambilan insulin. Pam infusi yang digunakan menggantikan insulin basal mengikut kadar infusi yang telah diprogramkan dan harus diubah secara manual apabila perlu. Sebelum bolus insulin diberikan, pengiraan yang tepat perlu dilakukan untuk mengetahui dos yang paling sesuai diberikan kepada pesakit. Setelah pengiraan bolus dilakukan, pam infusi tersebut akan menghantar kadar basal insulin seperti yang telah diprogramkan.

Sistem close-loop

Berbeza dari sistem open-loop, dos insulin yang disalurkan kepada pesakit dikawal oleh komputer. Sistem ini juga menggunakan pengesan glukosa secara in-vivo, untuk memastikan kadar glukosa dalam darah pesakit berada di paras normal. Sistem komputer tersebut menentukan jumlah insulin yang diperlukan menggunakan tindakbalas algoritma, dan sistem ini perlu dijaga rapi untuk mengelakkan berlakunya ralat yang membawa kesan parah terhadap pesakit.

Kerjasama Antarabangsa

Pelbagai kajian telah dijalankan supaya penyakit pankreas ini dapat dikawal dan dirawat dengan lebih baik. Sehubungan itu, pelbagai penyelidikan dan pembaharuan telah dihasilkan dalam bidang perubatan moden bagi penghasilan pankreas buatan. Penghasilan pankreas buatan membantu pesakit diabetes dengan penghasilan insulin secara automatic dan memberi lebih keselesaan kepada pesakit.

Antara pertubuhan yang terlibat adalah seperti berikut:

- JDRF (Yayasan Penyelidikan Diabetes Juvana)

- FDA (U.S Food and Drug Administration

- Medtronic Diabetes (MiniMed)

Rujukan

http://dodolkeren.wordpress.com/2009/07/27/terapi-insulin/

http://m.netdoctor.co.uk Diarkibkan 2015-11-06 di Wayback Machine