Treffen Sie Jennifer Schneider, eine Orthopäde und Mutter einer jugendlichen Tochter mit Typ-1-Diabetes. Trotz ihrer sanften, bodenständigen Art ist sie auch eine leistungsstarke Unternehmerin aus dem Silicon Valley, eine der Pioniere, die daran arbeitet, funktionierende künstliche Bauchspeicheldrüsensysteme so schnell wie möglich auf den Markt zu bringen.
Sie half beim Aufbau des Palo Alto-Startmodus Mode AGC (Automated Glucose Control) und ist maßgeblich an der Entwicklung der neuen Closed-Loop-Technologie beteiligt. Heute sind wir stolz darauf, dass Jennifer die Diabetes-Geschichte ihrer Familie und ihre Arbeit an Tools der nächsten Generation, insbesondere dem zukünftigen OmniPod HORIZON-System, mitteilt.
Ein Gastbeitrag von D-Mom und der Unternehmerin Jennifer Schneider
Es ist 2003, ich bin ein Orthopäde mit einem 2-jährigen Kind und kann kaum über den Tisch greifen, um meine Patienten zu operieren, da ich 34 Wochen schwanger bin. Mein Mann Dain hat für alle Fälle geplant. Das Leben wird noch chaotischer. Aber mit der Ankunft unseres Sohnes wird es auch noch besser.
Über das Wochenende freut sich unsere Tochter Taylor über ihre neue Fähigkeit, aus einer Tasse zu trinken. Wie bei jeder neuen Fähigkeit muss sie noch perfektioniert werden, also räume ich viel verschüttete Milch auf. Es ist nicht klar, wie viel sie tatsächlich trinkt, aber sobald das Glas leer ist, fragt sie nach einem anderen.
Am Sonntagmorgen merke ich, dass ich auch nasse Windeln wechsle, VIEL. Ich bin besorgt. Ich rufe meine Mitbewohnerin aus der Residenz an, die Kinderärztin ist, und sie bestätigt, dass Taylor sofort in die Notaufnahme gehen muss. Was als nächstes geschah, wird vielen von Ihnen mit Typ 1 vertraut sein: Blutuntersuchungen, Krankenhausaufenthalt, dann wieder zu Hause, völlig überwältigt von unvorhersehbaren und stark schwankenden Blutzuckerwerten, Kohlenhydratzählung und Blutzuckermessungen rund um die Uhr. Trotz meiner medizinischen Ausbildung ist dies kompliziert und unglaublich anstrengend.
In unserem Fall hatte Taylor so kleine Insulindosen, dass die einzige Möglichkeit, sie in einer Spritze zu messen, darin bestand, das Insulin zu verdünnen. Und nein, Sie können kein verdünntes Insulin aus der Apotheke erhalten, daher wurden wir angewiesen, unser eigenes Insulin zu mischen und Verdünnungsmittel und Humalog zu kombinieren. Die Dosierung von verdünntem Insulin ist ein weiterer Schritt in einem komplexen Prozess: Berechnen Sie zunächst die Dosis basierend auf Kohlenhydraten und Blutzucker; zweitens von Insulineinheiten in Einheitenmarkierungen auf der Spritze umwandeln; Drittens mischen Sie es mit der richtigen Dosis NPH. Dies erfordert eine ununterbrochene Konzentration, die schwer zu finden ist, wenn ein 2-jähriger herumläuft und ein neues Baby unterwegs ist. Ich konnte nicht glauben, dass von uns erwartet wurde, dass wir den Blutzucker mit diesem ungenauen und fehleranfälligen System für einen 2-Jährigen verwalten! Wir sind so schnell wie möglich auf eine Insulinpumpe umgestiegen.
Durch JDRF, Brave Buddies (eine Online-Gruppe lange vor Facebook) und (die neuere Support-Gruppe auf Palo-Alto-Basis) CarbDM haben wir eine unglaubliche T1D-Community gefunden. Wir scherzten, dass T1D der beste Verein war, dem wir nie beitreten wollten. Die Jahre vergingen und trotz allem gedieh Taylor - Schule, Sport, Freunde. Die erstaunliche T1D-Community hat uns unterstützt und ich bin jeden Tag dankbar.
CGM entdecken
Als D-Mom und Arzt habe ich eifrig die medizinische Literatur zu Diabetes gelesen. Besonders fasziniert hat mich das Versprechen einer geschlossenen Schleife, auch als künstliche Bauchspeicheldrüse bekannt. Die Daten rund um den geschlossenen Regelkreis waren überzeugend. Selbst mit frühen, weniger genauen Sensoren zeigten kontrollierte klinische Studien, dass Algorithmen insbesondere nachts wirksam waren. Mir war jedoch ebenso klar, dass die frühen Sensoren nicht für die Hauptsendezeit bereit waren. Unsere persönliche Erfahrung mit frühen Sensoren war eine Übung der Sinnlosigkeit. Die Messwerte waren ungenau, der Kalibrierungsprozess war umständlich und die riesige Nadel machte das Einsetzen miserabel. Damit ein geschlossener Regelkreis funktioniert, mussten die Sensoren verbessert werden.
Schneller Vorlauf bis Ende 2012. Der Dexcom G4 Platinum, ein genauer und zuverlässiger Sensor, wurde gerade zugelassen. Leider haben wir es auf die harte Tour gelernt. Taylor, jetzt 11 Jahre alt, war in den 60er Jahren mit einem Blutzucker aufgewacht - nicht schrecklich, aber nicht tröstlich.Sie trank etwas Saft und machte sich bereit für die Schule, aber ich hatte die Intuition, dass etwas nicht stimmte. Ich habe sie genau beobachtet. Während sie sich die Haare bürstete, brach sie plötzlich mit einem Anfall zusammen. Es war erschreckend zu sehen. Nach einer Notaufnahme von Glucagon gingen wir ins Krankenhaus. Wir haben das unglaubliche Glück, in der Nähe des Stanford Hospital zu leben und eine lange und enge Beziehung zu dem erstaunlichen Dr. Bruce Buckingham zu haben. Er war so freundlich, uns in der Notaufnahme zu treffen und sorgte dafür, dass es Taylor gut gehen würde.
Dann empfahl er den Dexcom G4.
Von dem Moment an, als wir mit dem G4 angefangen haben, hat sich unser Leben verändert. Zum ersten Mal seit einem Jahrzehnt hatten Dain und ich Ruhe. Aber so großartig das auch war, es stellte sich die Frage: Warum stand ich immer noch mitten in der Nacht auf, um Zahlen vom Sensor in die Pumpe einzugeben? Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Sensors war deutlich gestiegen. Die Pumpentechnologie war solide. Die Algorithmen mit geschlossenem Regelkreis hatten zweifellos einen Beweis des Prinzips erzielt. Wo war geschlossener Kreislauf?
Tauchen Sie ein in die Closed Loop Tech World
Ich habe diese Frage buchstäblich allen gestellt, denen ich begegnet bin: Akademikern, Mitgliedern der Industrie, Diabetesanwälten und Fördergruppen. Ich habe an Konferenzen teilgenommen. Die Closed-Loop-Forschung war voller Aktivitäten. Es schien an der Schwelle zu stehen, aber nur in der akademischen Welt. Dann traf ich Tom Peyser.
Tom ist der ehemalige VP of Science bei Dexcom. 2014 haben wir begonnen, uns regelmäßig zu treffen, um zu diskutieren, wie die Kommerzialisierung eines geschlossenen Regelkreises beschleunigt werden kann. Tom hatte den gesamten Bestand an Literatur mit geschlossenem Regelkreis auf ein in veröffentlichtes Papier überprüft Die Annalen der New Yorker Akademie der Wissenschaften. Wir kamen zu dem Schluss, dass Arbeit erforderlich ist, um die akademischen Algorithmen in ein kommerzielles Produkt zu übersetzen. Viele offene Fragen blieben offen. Nur einige Beispiele sind: Wie man das kleine, aber potenziell gefährliche Risiko von Sensorfehlern verringert, wie man mit einem System mit geschlossenem Regelkreis startet und wie man zwischen offenem und geschlossenem Regelkreis wechselt.
Gemeinsam haben wir in Palo Alto eine Firma gegründet, Mode AGC (Automated Glucose Control), die sich auf die Beantwortung dieser Fragen konzentriert und mit Pumpenfirmen zusammenarbeiten möchte, um den Algorithmus in ihre Produkte zu integrieren. Tom hatte Dexcoms Beteiligung an Closed-Loop-Studien auf der ganzen Welt geleitet und zahlreiche Studien aus erster Hand beobachtet. Obwohl es viele ausgezeichnete akademische Gruppen gibt, hat ihn Toms Erfahrung in Kombination mit seiner umfassenden Literaturrecherche dazu veranlasst, zu empfehlen, dass wir uns an das Doyle Lab an der University of California in Santa Barbara wenden. Wir haben uns mit Dr. Frank Doyle und Eyal Dassau und lizenzierten ihren Algorithmus.
Unser Team verfügte nun über Sensorkompetenz, Benutzerperspektive und Algorithmuskompetenz. Tom hat ein außergewöhnliches Verständnis des Sensors und war maßgeblich daran beteiligt, Dexcom bei der Verbesserung der Genauigkeit seines CGM mit G4 Platinum und G4AP zu unterstützen. Ich verstehe den beruflichen Druck auf Gesundheitsdienstleister: EMRs (elektronische Patientenakten); Einschränkungen in Bezug auf Dokumentation, Kodierung und Erstattung; große Patientengruppen mit unterschiedlichen Zielen, Erwartungen und Herausforderungen und sehr begrenzter Zeit pro Patient. Ich verstehe auch die vielen Facetten des Typ-1-Diabetes-Managements entlang des Kontinuums vom Kleinkind bis zum Teenageralter. Dr. Doyle und Dr. Dassau sind weltbekannte Experten für Steuerungstheorie und Algorithmen mit geschlossenem Regelkreis. Im Jahr 2015 wurde Dr. Doyle zum Dekan der School of Engineering and Applied Sciences in Harvard ernannt, wo er und sein Team weiterhin an der Kommerzialisierung des geschlossenen Regelkreises arbeiten.
Der von uns lizenzierte Algorithmus verwendet die Model Predictive Control (MPC) zur Automatisierung der Glukosekontrolle. MPC ist eine Steuerungstheorie, die ursprünglich in Chemiefabriken und Ölraffinerien verwendet wurde und seit den 1980er Jahren für komplexe Konstruktionen in einer Vielzahl von Branchen verwendet wird. Es ist sicher. Es ist bewiesen. Und es passt zum größten Problem bei der Dosierung von Insulin, nämlich dass das jetzt abgegebene Insulin in Zukunft wirksam wird. Der Algorithmus ermittelt in Echtzeit den optimalen Mikrobolus des Insulins, sodass die vorhergesagte Glukose pro Stunde in der Zukunft im Ziel liegt. Dieser Vorgang wird alle fünf Minuten 288 Mal am Tag wiederholt. Es erinnert mich an das Zitat von Wayne Gretzky über das Skaten dahin, wohin der Puck geht, nicht dorthin, wo er war.
Dr. Doyle hat vor über 20 Jahren den weltweit ersten MPC-Algorithmus für die Insulindosierung entwickelt und seitdem verbessert. Die aktuelle Version des Algorithmus befindet sich in einer klinischen Studie mit 30 Freiwilligen. Ich hatte das Glück, die Studie kürzlich zu beobachten, und war beeindruckt, dass der Algorithmus automatisch Insulin dosierte, um eine 65-Gramm-Nudelmahlzeit abzudecken. Ich beobachtete, wie die Blutzuckerspur von etwa 100 mg / dl vor der Mahlzeit auf etwa 100 mg / dl nach der Mahlzeit zurückging, ohne dass der Benutzer etwas unternahm. Es dauerte ein paar Stunden und der Peak lag bei etwa 270 mg / dl, daher war er nicht perfekt, aber es war ziemlich erstaunlich zu sehen, wie die BG-Verfolgung ohne manuellen Bolus direkt zum Ziel zurückkehrte. Ich staunte über den Kontrast zu dem, was jetzt mit einem Bolus für verpasste Mahlzeiten passiert: 65 Gramm würden einen Blutzucker von 400 mg / dl ergeben.
Wie Sie wahrscheinlich wissen, funktionieren Produkte der ersten Generation mit geschlossenem Regelkreis ähnlich wie das derzeitige Pumpen- und Sensorsystem: Boli, Änderungen des Infusionssets und Fehlerbehebung. Aber mit einem großen Unterschied: der Blutzuckerkontrolle. Diese Systeme automatisieren die nächtliche Glukose und unterstützen den Benutzer tagsüber. Wir sehen ein solches System nicht als selbstfahrendes Auto - es wird nicht nur eingestellt und vergessen -, aber für die überwiegende Mehrheit der Benutzer wird dies ein Spielveränderer sein, der eine dramatisch strengere Glukosekontrolle ohne Tiefs bietet.
Jahrzehntelange Forschung befasste sich mit der Entwicklung der Komponenten eines geschlossenen Regelkreises: Algorithmen, Sensoren und Pumpen. Das Endprodukt muss alle drei Komponenten sorgfältig integrieren. Bei Mode AGC haben wir uns auf diese Integration konzentriert und die Grundlagenforschung in ein Produkt übersetzt.
Kräfte bündeln mit Insulet
Jetzt schnell weiter vorwärts bis 2016, und Mode AGC hat mit Insulet einen fantastischen Partner gefunden und hilft bei der Entwicklung des Omnipod HORIZON-Systems, das voraussichtlich im Jahr 2020 auf den Markt kommen wird. HORIZON ist ein außergewöhnliches Produkt, das die beliebte schlauchlose Omnipod-Pumpe mit der zusätzlichen bietet Nutzen der Glukosekontrolle durch automatisierte Insulinabgabe.
Der Algorithmus zur Steuerung der Insulinabgabe ist in den Pod eingebettet, sodass das System auch dann immer funktioniert, wenn Sie nicht an Ihrem Telefon oder PDM sind. Diese "on body" -Konfiguration ist ein unglaublicher Vorteil für Kinder und Sportler sowie ein einfaches und praktisches Diabetes-Managementsystem für alle, die eine Insulintherapie erhalten. Diese Funktion ist mir besonders wichtig, da meine Tochter Sport treibt und Uniformen keine Tasche für ein Telefon haben!
Persönlich arbeite ich nicht mehr für Mode AGC, aber ich bin stolz darauf, dass Omnipod HORIZON das Insulet-Team bei Produktanforderungen, Design klinischer Studien, Datenanalyse und UX unterstützt hat. Insulet hat mehrere klinische Studien mit über 100 Erwachsenen und Kindern abgeschlossen, und der Omnipod HORIZON ist auf dem besten Weg zu einer endgültigen Zulassungsstudie. Ich werde gespannt auf die Ankündigungen von Insulet sein, wenn das Produkt durch die FDA-Zulassung und die mit Spannung erwartete kommerzielle Markteinführung weiterentwickelt wird. In der Zwischenzeit bin ich damit beschäftigt, Start-ups zu beraten und mich freiwillig bei JDRF und Beyond Type 1 zu melden, um letztendlich T1D zu heilen.
Wow Jennifer, danke fürs Teilen! Dies gibt uns - zusammen mit den Bemühungen vieler anderer Akteure der Branche - eher früher als später große Hoffnung auf mehr Systeme mit geschlossenem Regelkreis auf dem Markt.
