Was haben NASA-Weltraumtechnologie und Diabetes gemeinsam? Eigentlich ziemlich viel.
Die Verbindung zwischen der NASA und der Diabetes-Technologie war kürzlich ein Thema. Jahrestagung der Diabetes Technology Society vom 14. bis 16. November in Bethesda, MD. Zu diesem Zeitpunkt # 2019DTM Ein NASA-Arzt hat einige der bemerkenswerteren technischen Überschneidungen im Laufe der Jahre zusammengefasst und über aktuelle Projekte gesprochen.
„Sie fragen sich vielleicht, was die NASA hier tut und wie Raum und Diabetes zusammenpassen“, sagte Dr. Victor Schneider, wissenschaftlicher Mitarbeiter des NASA-Programms für biomedizinische Forschung und Gegenmaßnahmen in Washington, DC. „Die NASA ist eine Technologieorganisation, und wir 'Ich habe mich schon lange für Diabetes und Technologie interessiert, weil es spezielle Anwendungen gab, die sich auf Diabetes und die persönliche Gesundheit beziehen, und das ist wichtig, wenn wir uns auf diese Missionen vorbereiten. “
Die NASA erforscht aktiv gesundheitsbezogene Technologien, da sie von Menschen geleitete Missionen zum Mond im Jahr 2024 und zum Mars bis 2035 als Teil ihrer Mission vorsieht. neue weltraumpolitische Richtlinie Forderung nach menschlicher Expansion des Sonnensystems. Ihre Forschung zielt darauf ab, Astronauten und Raumfahrzeuge besser für zukünftige Missionen auszurüsten.
Leider ist es für Menschen mit insulinabhängigem Diabetes immer noch unmöglich, Astronauten zu werden, obwohl sie sicherlich auch in anderen NASA-Rollen wie as arbeiten können. Fluglotsen .
Aber in den letzten Jahrzehnten haben wir aufregende Anwendungen der NASA-Technologie in der Diabetes-Welt gesehen - von der Mikrogravitation im Weltraum, die die Insulinbildung beeinflusst, über kontinuierliche Glukosemonitore zur Überwachung der Gesundheit und Biometrie von Astronauten bis hin zur Inselverkapselung und implantierbarem InsulinPumpen, die vom Raumfahrzeugdesign angepasst wurden.
Interessanter historischer Leckerbissen: Vor 33 Jahren am 10. November 1986 fand eine der von der NASA unterstützten Diabetes-Technologien - eine von MiniMed entwickelte implantierbare Insulinpumpe - ihren Weg in den ersten menschlichen Patienten.
In den frühen 2000er Jahren war die NASA öffentlich an der Erforschung der Hormonresistenz im Zusammenhang mit Diabetes bis hin zu gezielten Proteinen für das Design von Diabetesmedikamenten beteiligt.
Im Jahr 2006 wurde in einer Pressemitteilung angekündigt: „ NASA und Universitäten kämpfen gemeinsam gegen Diabetes . ”Die Arbeit an der George Washington University und der Cornell University konzentrierte sich auf die Analyse elektronenmikroskopischer Aufnahmen Bilder von einem Elektronenmikroskop von Beta-Zellen von Ratten und die Reaktion der Zellen auf Glukose.
Und im Jahr 2012 wurde die Arbeit tatsächlich sehr Science-Fiction, mit Projekten wie a Mobiltelefon, das Diabetes aus Ihrem Atem erkennen kann .
Wussten Sie, dass die frühe implantierbare Insulinpumpentechnologie aus Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an der NASA und militärischen Raumfahrtsystemen stammt? Ja, das sogenannte programmierbare implantierbare Medikationssystem war ein winziges, mikro-miniaturisiertes Flüssigkeitskontrollsystem, das ursprünglich bei der Lebenssuche verwendet wurdeErlebnisse rund um zwei der Mars Viking-Raumschiffmissionen in den 70er Jahren. Die Medien waren begeistert davon und führten Funktionen wie diese aus. “ Die Space-Age-Insulinpumpe könnte für Diabetiker zu einem Lift werden. ”Stück veröffentlicht in Chicago Tribune am 20. November 1986.
Als die NASA-Forscher erkundeten, wie sie weiter in den Weltraum reisen und die Herausforderungen bei der Überwachung der Gesundheit von Astronauten bewältigen können, wandten sie sich dieser Art von Technologie zu, um die Vitalfunktionen zu überwachen - und dies ging schließlich in die zivile technische Entwicklung dieser implantierbaren Insulinpumpe überAufgrund der Arbeit des Goddard Space Flight Center in diesem Bereich konnten medizinische Experten später implantierbare Geräte entwickeln, mit denen der Glukosespiegel überwacht und Signale gesendet werden können, um Insulin abzugeben, wenn ein Astronaut es benötigt.
Zur Verdeutlichung ist eine implantierbare Insulinpumpe nicht dasselbe wie die heutigen herkömmlichen Insulinpumpen, die über eine kleine Nadel, die Teil eines Infusionssets ist, in die Haut eingeklebt werden. Es handelt sich vielmehr um ein kleines batteriebetriebenes Gerät, das aussieht wie einekleiner Metall-Hockey-Puck, der bei einem chirurgischen Eingriff in eine Gewebetasche unter der Haut implantiert wird und dort Basalinsulin über einen Katheter abgibt. Im Allgemeinen enthält er eine dreimonatige Zufuhr von konzentriertem Insulin und kann nachgefüllt werden, ohne es aus dem Körper zu entfernenDie Batterien können einige Jahre halten, bevor eine neue implantierbare Pumpe benötigt wird. Der Patient trägt eine drahtlose Steuerung, die einer herkömmlichen Medtronic-Schlauchpumpeneinheit ähnelt, mit der Bolusdosen für Lebensmittel und Korrekturen programmiert werden.
Klingt ziemlich cool, nein?
Natürlich erzählt die Geschichte jetzt eine Geschichte darüber, dass die implantierbare Insulinpumpe nicht alles war, was die NASA und Diabetes-Experten von gestern prognostiziert hatten.
Die erste implantierbare MiniMed-Insulinpumpe wurde 1986 entwickelt, aber erst fast ein Jahrzehnt später erhielt das Gerät die behördliche Zulassung in Europa. Als MiniMed seine Technologie sowohl hier in den USA als auch weltweit verbesserte, begannen mehr Patienten mit der Verwendung derMiniMed veröffentlichte schließlich im Jahr 2000 neue Modelle mit verbessertem Speicher und längerer Akkulaufzeit.
Als Medtronic 2001 MiniMed kaufte, änderte sich alles, und in den folgenden Jahren wurden nur minimale Verbesserungen vorgenommen. 2007 kündigte Medtronic an, die klinische Forschung und Entwicklung für das Konzept der implantierbaren Insulinpumpe ganz einzustellen. Dies zwang die Benutzer, entweder andere zu findenBehandlungsoptionen oder Reisen an einen Ort, an dem das Gerät nachgefüllt oder bei Bedarf ausgetauscht werden kann. Die Vorräte sind im Laufe der Jahre immer knapper geworden, da Medtronic nur eine kleine Anzahl dieser implantierbaren Geräte international liefert und sich stattdessen auf das Äußere konzentriertInsulinpumpen und Closed-Loop-Technologie .
Wir haben jetzt erfahren, dass Medtronic Gespräche führt, um diese IP an das Startup in San Diego zu übertragen. PhysioLogic-Geräte . Greg Peterson, CEO des Unternehmens - seit Anfang der 90er Jahre selbst ein implantierbarer Insulinpumper! - übernahm Anfang 2019 das Unternehmen und sagt, dass sie sich auf einem „mehrjährigen Weg befinden, um unsere hochmoderne implantierbare Insulinpumpe zu entwickelnwird in der zweiten Generation über unseren angepassten Algorithmus eine Verbindung zu einem kontinuierlichen Glukosemonitor herstellen. “Mit der jüngsten Finanzierung durch das JDRF und einem Treffen mit dem Europäischen Forschungsausschuss zur Fortsetzung dieser Forschung und Entwicklung ist Peterson optimistisch.
Das ist natürlich nicht die einzige Weltraumtechnologie, die heute noch im Diabetes-Universum zu sehen ist…
Ein faszinierendes von der NASA generiertes Projekt betrifft die Einkapselung von Inselzellen, die einen ehemaligen Astronauten- und Diabetesforscher dazu veranlasste, sein eigenes Unternehmen zu gründen, das auf drei Jahrzehnten Arbeit in diesem Bereich basiert. Dr. Taylor Wang von der Vanderbilt University in Nashville, TN, begann seineArbeit an einem bio-künstlichen Pankreaspflaster, bekannt als Encapsulife basierend auf seinen Beobachtungen im April 1985 im Weltraum.
Ja, er forschte buchstäblich in Schwerelosigkeit an Bord des unglücklichen Space Shuttle Challenger. Wang leitete das California Institute of Technology. Jet Propulsion Laboratory als er von der NASA als Nutzlastspezialist und einer von sieben Astronauten pro Woche ausgewählt wurde Mission STS-51-B Schwerpunkt Mikrogravitationsforschung. Diese Mission machte ihn zum ersten ethnischen Chinesen, der ins All ging.
Was Wang im Weltraum im Bereich „Wachstum und Leistung von Polymerkapseln“ sah, war laut Forschungsbeobachtern wie dem JDRF einzigartig und prägend. Er untersuchte, wie sich rotierende kugelförmige Formen in der Schwerelosigkeit verhalten, und stellte fest, dass Wassertropfen vorhanden sindBasierend auf dieser Beobachtung schuf er in den 1990er Jahren ein Immunisolations-Einkapselungssystem, das lebende Zellen schützt und sie in die Lage versetzt, ihre Zellfunktion aufrechtzuerhalten, ohne dass ein Immuno erforderlich ist.Unterdrückungsmedikamente, die so viele negative Nebenwirkungen haben.
Das Pflaster Encapsulife-Pflaster wurde als High-Tech-Pfannkuchen aus mehrschichtigen Polymerkapseln konzipiert, die sich je nach Transplantatwirt in verschiedenen Formen formen würden. Etwa so groß wie ein Silberdollar, würde es unter das implantiertHaut, die Zehntausende von eingekapselten lebenden Inselzellen enthält die von Schweinen oder menschlichen adulten Stammzellen stammen. Sie würde die Inseln vor jedem Autoimmunangriff schützen, die Verdauungsglukose aus der Leber aufnehmen und die Inseln dazu anregen, Insulin zu produzieren und abzuscheidenes automatisch in das System des Diabetikers - genau wie eine normal funktionierende Bauchspeicheldrüse.
Die Encapsulife-Leute sagen, eine „Weltraumkapsel“ sei wirklich die beste Analogie für die Funktionsweise dieses Pflasters: ein Lebewesen in der Kapsel, das in einer feindlichen oder fremden Umgebung schwimmt.
Wang führte die erste Runde von
„Ohne das Shuttle der NASA, Spacelab 3 und die frühzeitige Unterstützung der Mikrogravitationsforschung wäre keiner unserer bio-medizinischen Fortschritte mit dem Versprechen, der Menschheit enorme medizinische Vorteile zu bieten, zustande gekommen“, sagte Dr. Wanguns vorher.
Wir haben nicht viel Neues von gesehen Encapsulife seit es 2014 ein US-Patent erhalten hat, aber uns wurde mitgeteilt, dass die Entwicklungsarbeit fortgesetzt wird, und Anfang dieses Jahres übernahm ein pensionierter Bankier - Larry Lux - die Leitung des Startups. Wir freuen uns darauf, zu sehen, was als nächstes kommt.
Ein weiteres faszinierendes Projekt der NASA war wachsende Insulinkristalle im Weltraum .
In den späten 90ern gab es Geschichten über untersuchte Insulinkristalle auf einem Space Shuttle und auf eine Weise gewachsen, die zuvor auf dem Planeten Erde nicht zu sehen war. Die Ergebnisse eines 1994 durchgeführten Insulinkristallwachstumsexperiments im Weltraum versprachen ein „neues Verständnis von Diabetes“, das möglicherweise einen Weg ebnete, Insulininjektionen durch Verwendung von was zu reduzierenwurde im Weltraum entwickelt.
„Die im Weltraum gewachsenen Insulinkristalle haben uns neue, nie zuvor gesehene Informationen geliefert“, sagte ein New Yorker Forscher zu dieser Zeit. „Als Ergebnis haben wir jetzt ein viel detaillierteres Bild von Insulin.“
Die neuen Informationen sollten für die Entwicklung einer „neuen therapeutischen Insulinbehandlung zur Kontrolle von Diabetes“ in einem Forschungszentrum in Birmingham, AL, verwendet werden, das mit dem Center for Macromolecular Crystallography, einem NASA Commercial Space Center, zusammengearbeitet hatteEs war eines der 10 kommerziellen Raumfahrtzentren der NASA, die vom Space Product Development Office innerhalb der Büro des Mikrogravitationsforschungsprogramms im Marshall Space Flight Center der NASA.
Leider ist trotz dieser vielversprechenden Schlagzeilen eine neue Art von Insulin, das aus diesen im Weltraum gezüchteten Kristallen gewonnen wurde, nie entstanden. Dennoch besteht die NASA darauf, dass diese Forschung ein besseres Verständnis der Funktionsweise von Insulin und seiner Auswirkungen auf die Gesundheit ermöglichte, was teilweise hilfreich sein kannsie bereiten sich auf erweiterte menschliche Missionen in den Weltraum vor.
Wie die NASA es ausdrückt: „Es werden einzigartige Forschungsmöglichkeiten der Weltraumumgebung zur Verfügung gestellt, um die Privatindustrie zu ermutigen, die Vorteile der Weltraumforschung für die Entwicklung neuer Produkte oder Dienstleistungen zu nutzen.“
Es ist alles sehr Star Trek oder Buzz Lightyear, wenn Sie so wollen, aber auch sehr geerdet. Nehmen Sie zum Beispiel diese Strömung NASA Twin-Studie 2019 das hat neue Erkenntnisse über Diabetes und Nierenerkrankungen ergeben.
Wer hätte das gedacht? Ein großes Dankeschön an die NASA von Earthlings with Diabetes für ihre laufenden Beiträge.
Bis zur Unendlichkeit und darüber hinaus!
