人工胰島簡(jiǎn)介

湖北省孝感高級(jí)中學(xué)  鄧鵬（432000）

摘要：人工胰島一種新型胰島素注射技術(shù)，它通過(guò)模擬人體健康的胰腺分泌胰島素的生理模式，將胰島素注入人體內(nèi)的電子裝置，是目前治療糖尿病最方便的途徑，本文介紹了人工胰島的發(fā)展歷史、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、類型、使用優(yōu)點(diǎn)、適應(yīng)人群等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：人工胰島  胰島素  糖尿病

作為一種常見的葡萄糖代謝和內(nèi)分泌障礙繼而引起全身性代謝紊亂的慢性疾病，糖尿病已成為嚴(yán)重威脅人類健康的世界性、公共性疾病。這種疾病主要分為兩種類型：Ⅰ型糖尿病和Ⅱ型糖尿病，Ⅰ型糖尿病是因?yàn)榛颊叩拿庖呦到y(tǒng)對(duì)自身分泌胰島素的B細(xì)胞發(fā)生攻擊并殺死它們，結(jié)果胰島素不能分泌足夠的胰島素，此類糖尿病多發(fā)生于青少年，患者需要依賴外源性胰島素補(bǔ)充以維持生命；Ⅱ型糖尿病則是患者體內(nèi)存在胰島素“抵抗”現(xiàn)象，不能有限利用體內(nèi)的胰島素進(jìn)行葡萄糖的吸收、轉(zhuǎn)化和利用，此類型多發(fā)生于成人，占糖尿病患者的90%以上[1]。

不管是Ⅰ型糖尿病患者還是Ⅱ型糖尿病患者，現(xiàn)在的治療方式主要是外源性注射胰島素，但傳統(tǒng)的胰島素注射需要一日多次皮下注射，給患者帶來(lái)痛苦，同時(shí)血糖波動(dòng)明顯，還易發(fā)生低血糖現(xiàn)象[1]。人工胰島是近年來(lái)發(fā)展的一種新型胰島素注射技術(shù)，是一種通過(guò)模擬人體健康的胰腺分泌胰島素的生理模式，將胰島素注入人體內(nèi)的電子裝置。它也稱胰島素泵、人工胰腺，其形狀和大小如同BP機(jī)，通過(guò)一條與人體相連的軟管向體內(nèi)持續(xù)輸注胰島素，是目前最準(zhǔn)確、最簡(jiǎn)捷、最自由的胰島素輸注系統(tǒng)。

1.人工胰島的發(fā)展歷史

在人工胰島問(wèn)世以前，尋求一種方便、痛苦少的胰島素注射給藥方式，一直是糖尿病學(xué)專家、學(xué)者、醫(yī)生和廣大糖尿病患者急需解決的問(wèn)題。持續(xù)皮下胰島素輸注 ( contin-subcutaneous insulin infusion,CSII)系統(tǒng) (簡(jiǎn)稱胰島素泵) 的出現(xiàn)切實(shí)解決了這一問(wèn)題，此概念最早出現(xiàn)于1960年，它是由 Arnoldkadish 博士發(fā)明的一個(gè)可以連續(xù)輸注胰島素的裝置。但這種背包式胰島素泵因體積太大,僅應(yīng)用于酮癥酸中毒和全胰腺切除后糖尿病患者的短期葡萄糖控制[2]。 

1978年，皮卡普（Pickup）推出了攜帶式胰島素泵，由胰島素貯存器、馬達(dá)、電池及胰島素劑量選擇和輸入系統(tǒng)組成，貯存器置于腹壁皮下層，每隔數(shù)周更換1次。索卡勒（Sukalac）于1979年推出的開放式胰島素泵，1次可使用半年以上[2]。
    90年代，制造技術(shù)的進(jìn)步使人工胰島體積縮小、便于攜帶、操作簡(jiǎn)便、易學(xué)易用，劑量調(diào)節(jié)更加精確穩(wěn)定，諸多優(yōu)點(diǎn)使其在臨床中得以廣泛推廣。僅在美國(guó)，使用人工胰島的患者在5年內(nèi)就增長(zhǎng)了4倍，目前在我國(guó)使用胰島素泵的患者已近3萬(wàn)，其中約54%為Ⅰ型糖尿病患者，44%為Ⅱ型糖尿病患者，2%為其他原因所致糖尿病患者。

2.人工胰島的結(jié)構(gòu)

人工胰島主要由4個(gè)部分構(gòu)成（如圖1）：含有微電子芯片的人工智能控制系統(tǒng)、電池驅(qū)動(dòng)的機(jī)械泵系統(tǒng)、儲(chǔ)藥器、與之相連的輸液管和皮下輸注裝置。

圖1

人工胰島外表是一個(gè)顯示屏及一些按鈕，由儀器內(nèi)的電腦芯片所控制，共同構(gòu)成人工胰島的智能控制系統(tǒng)，用于設(shè)置泵的程序并準(zhǔn)確調(diào)節(jié)胰島素輸注量，選擇的劑量是由醫(yī)生按照每個(gè)病人的胰島素需要量來(lái)設(shè)定的。人工胰島一側(cè)裝有一個(gè)放胰島素的儲(chǔ)藥器，類似一個(gè)常規(guī)的注射器。儲(chǔ)藥器通過(guò)連接器與輸注導(dǎo)管連接，輸注導(dǎo)管長(zhǎng)度不一，有的可長(zhǎng)61cm，有的可長(zhǎng)107cm。它的末端有一個(gè)鋼針或軟針，輸注管路輸液管前端可埋入患者的皮下，胰島素就是從這里注入體內(nèi)，牢固地將人工胰島與身體連接起來(lái)（如圖2）。在工作狀態(tài)下，機(jī)械泵系統(tǒng)接收控制系統(tǒng)的指令，驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)藥器內(nèi)的活塞，將胰島素通過(guò)輸液管輸入皮下。一方面，向患者體內(nèi)24 h不間斷地輸入胰島素，模擬基礎(chǔ)胰島素分泌，維持正常肝糖輸出，控制空腹血糖；另一方面，進(jìn)餐前追加輸注胰島素，模擬進(jìn)餐后胰島素分泌，控制餐后高血糖[3]。

圖2

3.人工胰島的類型

人工胰島從結(jié)構(gòu)上分開環(huán)式和閉環(huán)式兩種。

開環(huán)式人工胰島是一種比較簡(jiǎn)單的裝置，沒有血糖傳感系統(tǒng)，不能組成反饋回路所以稱為開環(huán)式。它主要由兩部分組成：①電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，醫(yī)生根據(jù)病人血糖濃度計(jì)算值確定輸注胰島素的數(shù)量和速度，調(diào)撥按鈕“指令”，再由電控系統(tǒng)控制輸注胰島素的劑量、時(shí)間及速度；②胰島素注射泵，按照電控系統(tǒng)的要求，在一定時(shí)間內(nèi)，以一定的速度，注射一定數(shù)量的胰島素。開環(huán)式人工胰島結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，但需要醫(yī)生長(zhǎng)期嚴(yán)密觀察血糖，并根據(jù)血糖的變化調(diào)整電子計(jì)算機(jī)的指令，以調(diào)節(jié)注射胰島素的速度、劑量、時(shí)間，這使得開環(huán)式胰島的廣泛使用受到一定限制[4]。

閉環(huán)式人工胰島裝置比較復(fù)雜，主要由三部分組成：①血糖感受器，能連續(xù)自動(dòng)測(cè)定血糖濃度并將測(cè)定結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號(hào)，這是與開環(huán)式人工胰島最大的區(qū)別；②電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能將血糖感受器傳輸來(lái)的電脈沖信號(hào)加以處理，并計(jì)算出胰島素的輸入劑量向裝有胰島素的注射泵發(fā)出“指令性”電脈沖信號(hào)，可調(diào)整注射泵輸出的時(shí)間和速度；③胰島素注射泵，能按電子計(jì)算機(jī)的“指令”輸出胰島素。閉環(huán)式人工胰島最大的優(yōu)點(diǎn)在于它能最理想地完全模擬人體內(nèi)胰島B細(xì)胞的工作程字，迅速控制高血糖使之恢復(fù)到正常或接近正常，而且穩(wěn)定性較好，血糖很少波動(dòng)，這是一般的皮下注射治療所不能實(shí)現(xiàn)的[5]。遺憾的是閉環(huán)式人工胰島現(xiàn)在還只是處于積極研發(fā)階段，還沒有成熟產(chǎn)品，相信在不久的將來(lái)我們一定會(huì)享受科技產(chǎn)品帶來(lái)的高品質(zhì)享受。 

4.人工胰島的優(yōu)點(diǎn)

    相對(duì)于常規(guī)的胰島素治療方法，人工胰島治療可更長(zhǎng)期平穩(wěn)、安全地控制血糖，能顯著減少病人痛苦，使患者使用更方便，作用效果更明顯，有效提高患者的生活質(zhì)量。

4.1 顯著減少病人痛苦

糖尿病患者獲取胰島素通常采用皮下注射的方式，一般一天注射2-4次胰島素，針刺的疼痛和尷尬讓很多患者頭痛不已，而每次的大劑量注射都使體內(nèi)胰島素水平大起大落。除此外皮下注射還可能會(huì)引起皮下脂肪組織萎縮，形成難看的橘皮樣凹陷及局部皮膚硬化，導(dǎo)致胰島素吸收不穩(wěn)定。使用人工胰島，你只需每2-4 天更換一次輸注管路，只要在皮下埋入一個(gè)小的軟管即可，不會(huì)給皮膚帶來(lái)?yè)p傷。

4.2 使用攜帶更方便

使用人工胰島，你可以在任何時(shí)間、任何場(chǎng)所，只需側(cè)過(guò)身，按幾下按鈕，胰島素就自動(dòng)地輸入體內(nèi)，既簡(jiǎn)單又不失體面。在兒童生長(zhǎng)發(fā)育階段，或參加季節(jié)性運(yùn)動(dòng)會(huì)，或處于妊娠、更年期，或并發(fā)急性病時(shí)，機(jī)體胰島素需要量時(shí)刻在改變，你可以非常容易地調(diào)整胰島素輸入量，最好地滿足機(jī)體需要。人工胰島增加了糖尿病患者進(jìn)食的自由，改善了生活質(zhì)量，提高了患者戰(zhàn)勝疾病的勇氣與生活信心，顯著減輕了疾病造成的沉重精神與心理壓力。  

4.3 作用效果更明顯

經(jīng)常注射胰島素可能會(huì)發(fā)生低血糖，或者一次性注射過(guò)多胰島素而發(fā)生高血糖，難以保持血糖的穩(wěn)定性。人工胰島把一次皮下注射的胰島素劑量分散在數(shù)小時(shí)內(nèi)連續(xù)不斷的輸入，使24小時(shí)之內(nèi)血液中的胰島素保持在平穩(wěn)的水平，尤其夜間有了足夠的基礎(chǔ)胰島素，不再發(fā)生清晨高血糖現(xiàn)象，也不再需要中、長(zhǎng)效劑型的胰島素來(lái)調(diào)整血糖的穩(wěn)定性，免除了不規(guī)則高血糖和低血糖交替現(xiàn)象[6]。國(guó)內(nèi)外大量研究證實(shí)，與傳統(tǒng)胰島素強(qiáng)化治療方案相比，胰島素泵更能有效地減少血糖波動(dòng)。

4.4 更接近人類生理規(guī)律

人體生理狀態(tài)下胰島素的分泌過(guò)程，它不僅每3—5分鐘分泌微量胰島素，而且分泌量在全天有兩個(gè)波峰和兩個(gè)波谷，即早晨5點(diǎn)到6點(diǎn)達(dá)高峰和下午4點(diǎn)到5點(diǎn)分泌量達(dá)高峰；上午10點(diǎn)到下午2點(diǎn)和晚上10點(diǎn)到凌晨2點(diǎn)是自身胰島素分泌最低的時(shí)間，也是胰島素生理需要量最少的時(shí)間段。人工胰島能模擬生理胰島素分泌時(shí)的波峰和波谷現(xiàn)象，在白天人體需要大量胰島素時(shí)能自動(dòng)增加輸入，在后半夜及需求少時(shí)按預(yù)定程序減少胰島素供給量，科學(xué)的計(jì)量使全天胰島素用量達(dá)到最佳劑量[7]。

5.人工胰島存在的問(wèn)題

人工胰島給患者帶來(lái)了更為便捷的給藥途徑，但多年的臨床調(diào)查研究表明，人工胰島雖然彌補(bǔ)一些常規(guī)療法的不足，但仍存在療效問(wèn)題和安全隱患。

5.1注射部位感染

人工胰島須持續(xù)輸注，注射針頭長(zhǎng)期插于患者皮下，可能發(fā)生嚴(yán)重局部過(guò)敏，日常生活中不可避免與創(chuàng)口摩擦，可能產(chǎn)生紅腫和硬塊，不但給患者到來(lái)了不適，也會(huì)影響胰島素輸注和皮下吸收，試用期間需要定期更換針頭和輸注位置[3]。

5.2血糖水平異常

一般出現(xiàn)低血糖情況多，高血糖情況出現(xiàn)較少，出現(xiàn)的原因多是人工胰島程序設(shè)置不當(dāng)，輸注量過(guò)大、輸注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或沒有結(jié)合自身飲食運(yùn)動(dòng)等情況調(diào)整輸注參數(shù)?，F(xiàn)在所使用的是開環(huán)式人工胰島，它不能通過(guò)監(jiān)控血糖自行調(diào)節(jié)給藥劑量，只能靠操作者自身及時(shí)監(jiān)控來(lái)避免血糖水平異常。

5.3設(shè)備故障

作為電子產(chǎn)品的一種，自身受到電子產(chǎn)品的限制，例如電池耗盡，元器件老化等。同時(shí)儲(chǔ)藥器內(nèi)氣泡未排盡、管路漏液、藥液沉淀堵塞等，都會(huì)導(dǎo)致輸注劑量變化[3]。這方面取決于人工胰島和泵用胰島素的質(zhì)量，同時(shí)也需要操作人員注意觀察發(fā)現(xiàn)。

5.4價(jià)格高昂

人工胰島的價(jià)格都在萬(wàn)元以上，一般家庭難以承受，況且治療過(guò)程中胰島素的使用也很昂貴，使不少患者望而卻步。調(diào)查發(fā)現(xiàn)雖然對(duì)人工胰島有所了解的患者達(dá)到70%，但真正使用并能持續(xù)使用人工胰島的并不多，后期治療費(fèi)用高昂是半數(shù)以上帶泵患者的最大擔(dān)憂[3]。

6.人工胰島的適用范圍

作為體外注射胰島素的裝置，適合于Ⅰ型糖尿病患者和需要長(zhǎng)期胰島素強(qiáng)化治療的Ⅱ型糖尿病患者，特別是血糖波動(dòng)大，雖采用胰島素多次皮下注射方案，血糖仍無(wú)法得到平穩(wěn)控制的糖尿病患者[8]。具體來(lái)說(shuō)有：伴有無(wú)感知低血糖者；頻發(fā)低血糖者；黎明現(xiàn)象嚴(yán)重導(dǎo)致血糖總體控制不佳者；作息時(shí)間不規(guī)律，不能按時(shí)就餐者；要求提高生活質(zhì)量者；胃輕癱或進(jìn)食時(shí)間長(zhǎng)的患者等[9]。 

雖然人工胰島適宜人群廣，但下列患者不宜長(zhǎng)期應(yīng)用人工胰島療法治療：不需要長(zhǎng)期胰島素治療者；對(duì)皮下輸液管過(guò)敏者；不愿長(zhǎng)期皮下埋置輸液管或不愿長(zhǎng)期佩戴胰島素泵者；患者及其家屬缺乏胰島素泵使用相關(guān)知識(shí)，接受培訓(xùn)后仍無(wú)法正確掌握如何使用胰島素泵者；有嚴(yán)重的心理障礙或精神異常者；無(wú)監(jiān)護(hù)人的年幼患者、年長(zhǎng)患者以及生活無(wú)法自理者等[10]。

人工胰島是科學(xué)技術(shù)與醫(yī)療原理相結(jié)合的結(jié)晶，它能顯著減少病人的痛苦，使作用效果更有效，使用更方便，是安全、簡(jiǎn)單、方便、靈活及更符合人體生理的治療方法[7]。雖然它仍然存在技術(shù)瓶頸，但發(fā)展空間很大，相信科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，人工胰島會(huì)帶給我們更大的幸福。

參考資料：

[1]袁彩蓉.胰島素泵的臨床應(yīng)用及護(hù)理[J].當(dāng)代護(hù)士，2009（8）：26-27.

[2]劉志杰，邵麗麗.胰島素泵研究及應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2011（7）：1

[3]張麗.胰島素泵在糖尿病治療中的應(yīng)用及護(hù)理[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2009（8）：1153. 1.

[4]孟連新.胰島素泵治療糖尿病臨床應(yīng)用研究進(jìn)展[J].右江民族醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（8）：222-223.

[5]黎水蓮.胰島素泵的臨床應(yīng)用及護(hù)理進(jìn)展[J].護(hù)理實(shí)踐與研究，2007（11）：7-8.

[6]劉杰，王麗萍.胰島素泵臨床應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].使用糖尿病雜志，2007（1）：10-12.

[7]孟連新，韋華，王民登.胰島素泵臨床應(yīng)用研究[J].護(hù)士進(jìn)修雜志，2010（16）：1518-1519.

[8]周海燕.胰島素泵Ⅰ型糖尿病圍手術(shù)期的臨床應(yīng)用[J].寧夏醫(yī)學(xué)雜志，2006（3）：221-222.

[9]武明東.持續(xù)皮下胰島素輸注對(duì)Ⅱ型糖尿病早期胰島素功能改善作用的臨床研究[J].臨床內(nèi)科雜志，2007（10）：678-681.

[10]何爭(zhēng)珍，艾冬云.糖尿病胰島素泵強(qiáng)化治療的護(hù)理進(jìn)展[J].現(xiàn)代護(hù)理，2007（1）：96.