高濃度超速攻型インスリンを用いたCLOSED・LOOP皮下注入アルゴリズムの開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19500392
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 下田 誠也 Kumamoto University, 大学院・医学薬学研究部, 助教 (60398203)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西田 耀朗 熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 講師 (50336244) ; 宮村 信博 熊本大学, 医学部附属病院, 講師 (40274716) ; 松村 剛 熊本大学, 医学部附属病院, 医員 (20398192)
• Keywords: 人工膵島 / 皮下注入アルゴリズム / 超速効型インスリン

Research Abstract

1、アロキサン糖尿病犬の作成
体重9〜12kgのビークル犬に対し,0.1mol/l酢酸緩衝溶液にて溶解したアロキサン65mg/kg静脈内投与を行い,投与3日後,空腹時血糖値が400mg/dl以上であることを確認することにより、アロキサン糖尿病犬を作成した。
2、コンパートメントモデルによるインスリン皮下吸収動態の検討
アロキサン糖尿病犬10例に対し、ベッドサイド型人工膵島を用い、実験開始前30分より空腹時血糖値にてグルコースクランプ下において、濃度100U/mlの超速効型インスリンアスパルト0.1U/kgを臍上方約4cmの腹壁に皮下投与した際の血漿インスリンアスパルト動態を求めた。
次にインスリン皮下吸収動態を解析すべく、コンパートメントモデルを作成し、薬物動態・力学的に基づき数値解析を行う。コンパートメントモデルについては、コンパートメントを皮下と血管内とに分け、さらに皮下コンパートメントを注入局所と拡散のコンパートメントに分けた、3-コンパートメントモデルを作成した。
3、高濃度超速効型インスリンを用いたclosed-loop皮下注入アルゴリズムの作成
健常個体における比例・微分動作に基づく血糖値に対する血漿インスリン応答の関係を、2で求めた3-コンパートメントモデルに当てはめ、血糖値に対するインスリン皮下注入率を与える関係式を求めた。次に2で得られた結果を基にモデルにおける各速度定数を算出し、皮下注入パラメータを決定することにより、高濃度超速効型インスリンを用いたclosed-loop皮下注入アルゴリズム(IIR(t)=Kp・G(t)+Kd・dG(t)/dt+Kc、Kp=0.024、Kd=2.73、Kc=-1.529)を作成した。