インスリン腹腔内注入アルゴリズムの開発-完全植込型投与システムへの応用-

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14580825
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 榊田 典治 熊本大学, 医学部, 講師 (50170577)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西田 健朗 熊本大学, 医学部附属病院, 助手 (50336244) ; 荒木 栄一 熊本大学, 医学部, 教授 (10253733)
• Keywords: 糖尿病 / 超速効型インスリン・アナログ / 人工膵島 / インスリン腹腔内注入アルゴリズム

Research Abstract

1)アロキサン糖尿病犬に対し、濃度4U/mlの速効型インスリン(Reg)及び超速効型インスリン・アナログ(LP)0.2U/kgを腹腔内に、さらに超速効型インスリン・アナログ同量を皮下に投与し、平均血漿インスリン濃度を求め、速効型インスリン静脈内投与時と比較検討した。その結果、Reg及びLP腹腔内投与時、その吸収動態に有意差を認めず、LP皮下投与時に比し速やかに吸収されたため、腹腔内注入アルゴリズムの作成にはRegの結果を適用した。
2)インスリン腹腔内吸収動態を解析すべく、腹腔内コンパートメントを腹腔内インスリン注入スペースと腹腔内インスリン拡散スペースに分け、さらに血漿インスリンスペースを加えた3-コンパートメントモデルを作成した。本モデルを用いて数値解析を行うことにより、血糖値に対するインスリン注入率を求める関係式IIR(t)=Kp・G(t)+Kd・dG(t)/dt+Kc(Kp, Kd, Kc:インスリン腹腔内注入パラメータ)を導き、さらにKp, Kd, Kcを算出し、closed-loopインスリン腹腔内注入アルゴリズムを作成した。その結果、腹腔内注入パラメータ(Kp, Kd, Kc)は(0.041,2.91,-2.72)となった。
3)健常人20名を対象に、ベッドサイド型人工膵島作動下において75g経口ブドウ糖負荷試験を施行し、負荷後3時間までの正常な血糖応答反応のモデルを作成した。次に正常な血糖応答反応を再現した際のインスリン注入パターン及び血漿インスリン動態を腹腔内及び皮下注入アルゴリズム作動時においてsimulationし、静脈内注入アルゴリズム作動時と比較検討した。LP皮下注入時、インスリン注入パターンは実現不可能な負注入を要したのに対し、腹腔内注入時には負注入を要することなく、生理的血漿インスリン動態を再現し得た。

Research Products

• [Publications] Yasuto Matsuo, et al.: "Strict Glycemic control in diabetic dogs with closed-loop intraperitoneal insulin infusion algorithm designed for an artificial endocrine pancreas"J Artif Organs. (in press). (2003)
• [Publications] 榊田典治他: "人工膵臓 携帯型人工膵島"日本臨床. 60巻増刊号. 613-619 (2002)
• [Publications] 七里元亮, 榊田典治他: "人工膵臓"日本内科学会雑誌. 91. 1137-1139 (2002)