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Revista médica de Chile

Print version ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile vol.145 no.5 Santiago May 2017

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872017000500011 

ARTÍCULO DE REVISIÓN

 

De la bomba de insulina y el monitoreo continuo de glucosa al páncreas artificial

From insulin pump and continuous glucose monitoring to the artificial pancreas

 

Pamela Apablaza1, Néstor Soto1, Ethel Codner2

1 Sección de Endocrinología y Diabetes. Hospital San Borja Arriarán. Santiago, Chile.
2 Instituto de Investigaciones, Materno Infantil (IDIMI), Escuela, de Medicina, Universidad de Chile. Hospital San Borja-Arriarán.Santiago, Chile.

Correspondencia a:


Technology for diabetes care has undergone major development during recent decades. These technological advances include continuous subcutaneous insulin infusion (CSII), also known as insulin pumps, and real-time continuous glucose monitoring system (RT-CGMS). The integration of CSII and RT-CGMS into a single device has led to sensor-augmented pump therapy and more recently, a technology that has automated delivery of basal insulin therapy, known as hybrid system. These new technologies have led to benefits in attaining better metabolic control and decreasing the incidence of severe hypoglycemia, especially in patients with type 1 diabetes. This review describes the types of technologies currently available or under investigation for these purposes, their benefits and disadvantages, recommendations and the appropriate patient selection for their use. The clinical use of the hybrid system and artificial pancreas seem to be possible in the near future.

Key words: Blood Glucose Self Monitoring; Insulin Infusion Systems; artificial pancreas.


 

La historia del desarrollo tecnológico en diabetes se remonta a la década de 19701, época en que se utilizó por primera vez un infusor continuo subcutáneo de insulina (ICSI), también conocido como bomba de insulina. En la siguiente década surgió el monitoreo continuo de glucosa (MCG), que permite medir glicemia intersticial en forma continua. Inicialmente el MCG era usado sólo como examen solicitado por el médico y analizado en forma retrospectiva; posteriormente fueron desarrollados equipos que informan niveles de glicemia en tiempo real (MCG-TR).

Hace una década que ICSI y MCG fueron unidos en un sólo dispositivo que tiene la capacidad de infundir insulina y también medir glicemia intersticial, dando paso a lo que se conoce como Sensor-Augmented Pump Therapy (SAPT). Estos equipos inicialmente no tenían un programa que permitiera suspender el aporte de insulina ante hipoglicemia, pero actualmente existen modelos de SAPT que interrumpen automáticamente la infusión de insulina frente a la predicción de hipoglicemia, tecnología conocida como integrada.

Durante la última década las investigaciones en nuevas tecnologías se han centrado en el desarrollo del páncreas artificial, en que existe un programa computacional que permite aumentar o disminuir el aporte de insulina según los valores de glicemia obtenidos en el MCG.

Este artículo tiene como objetivo describir el estado actual de las tecnologías disponibles y en desarrollo para los pacientes con diabetes, así como aquéllas en vías de comercialización, como es el caso del primer sistema híbrido aprobado para uso clínico.

Tipos de tecnología en diabetes

ICSI

Es un dispositivo electrónico diseñado para entregar insulina de forma continua al tejido subcutáneo. Los ICSI tienen un reservorio de insulina ultrarrápida que al ser entregada al subcutáneo en pequeño volumen de forma continua permite una absorción estable y rápida. Esta infusión reemplaza la secreción fisiológica basal del páncreas en períodos de ayuno e interprandiales. En pacientes previamente tratados con múltiples inyecciones diarias de insulina2 (MDI) esta entrega reemplaza la insulina de acción prolongada. La dosis de infusión basal es programada por el especialista en distintos segmentos horarios según los requerimientos del individuo (Figura 1A).

 

Figura 1. Ejemplo gráfico de la infusión de insulina basal y bolos a lo largo del día. A. Infusión de insulina basal con dosis diferenciada en distintos segmentos horarios según requerimientos individualizados del paciente. B. Infusión de bolos de insulina antes de cada ingesta y/o corrección de hiperglicemia.

 

Para las comidas y corrección de hiperglicemia, la insulina es entregada en forma aguda, lo que se denomina bolos (Figura 1B), y asemeja a la secreción fisiológica prandial del páncreas frente a la ingesta. Con el ICSI los bolos deben ser activamente operados por el paciente, quien debe ingresar al dispositivo la información de glicemia e hidratos de carbono que va a ingerir. Se requiere que el paciente recuerde hacerlo cada vez que va a comer o necesite corregir una hiperglicemia.

El ICSI cuenta con un programa que asiste al paciente en el cálculo de la dosis del bolo, y permite entrega de dosis muy pequeñas aumentando la precisión del tratamiento. Este programa es configurado por el tratante en base a la relación insulina/hidrato de carbono y la sensibilidad a la insulina de cada paciente3. Además, considera la presencia de insulina activa que pueda haber desde el último bolo administrado, permitiendo la entrega de bolos con dosis más precisas que las que pueden ser administradas en pacientes con MDI. En la mejoría del control metabólico asociado al uso de ICSI, el número de bolos diarios y el uso del asistente de bolos son factores importantes en el éxito de esta terapia4-6.

Tras la configuración inicial del ICSI, debe existir continuamente ajustes en los diferentes parámetros que permiten la entrega de insulina basal y prandial, según los patrones glicémicos individualizados en el tiempo.

La Tabla 1 resume las principales ventajas del ICSI que permite ofrecer mayor flexibilidad y precisión en la administración de la insulina. En la Tabla 2 se describen diferentes tipos de ICSI.

 

Tabla 1. Características de la terapia con infusor continuo subcutáneo de
insulina (ICSI) que permiten una mayor flexibilidad en el tratamiento

 

Tabla 2. Tipos de infusores continuos subcutáneos de insulina (ICSI)

MCG

Es un dispositivo electrónico que mide los niveles de glucosa intersticial del tejido subcutáneo cada 5 min, obteniendo 288 mediciones diarias. El MCG está diseñado para determinar la glucosa intersticial usando un sensor con glucosa oxidasa, enzima que cataliza la reacción electroquímica entre glucosa y O2, obteniéndose una corriente eléctrica en “nano amperios”, que es enviada en forma inalámbrica desde el transmisor al receptor del MCG. Por medio de un algoritmo de calibración la corriente entregada es informada como glicemia en mg/dl7. El sensor del MCG es desechable y su vida útil varía de 3 a 14 días, según la marca, debiendo ser reemplazado por uno nuevo cuando su funcionamiento caduca.

A diferencia de los glucómetros que miden glucosa capilar, el MCG mide glicemia intersticial. Esto hace que exista un desfase fisiológico entre ambos métodos de 5 a 15 min8, dado por el tiempo que tarda la glucosa en difundir desde el capilar, a través del intersticio, hasta el sensor ubicado a ese nivel. Este desfase no es importante cuando los niveles de glicemia se mantienen estables, reportándose una diferencia media respecto a la glicemia capilar de 11-14% en los sensores modernos9-11. En los casos de cambios rápidos en la glicemia en sangre, existe un retraso en la medición de glucosa intersticial obtenido por MCG.

En la Tabla 3 se describen los diferentes tipos de MCG.

 

Tabla 3. Tipos de Monitor Continuo de Glucosa (MCG)

 

SAPT

La unión del ICSI y MCG en un mismo dispositivo dio paso a esta tecnología (Figura 2). Los equipos modernos integran la información de los niveles de glicemia intersticial y la infusión de insulina con un algoritmo computacional que permite la detención en forma automática de la infusión de insulina frente a la hipoglicemia o antes de que ésta ocurra, y la reanudan posteriormente. Existen modelos que reinician la infusión tras dos horas de suspensión y otros que la reinician cuando la glicemia regresa a niveles seguros. Los umbrales de glicemia para dicha suspensión son programados individualmente para cada paciente. La auto-suspensión por parte de estos equipos ha demostrado ser segura12-14.

 

Figura 2. Terapia integrada: infusor continuo subcutáneo de insulina más monitor continuo de glucosa (SAPT).
SAPT: Terapia integrada, del inglés Sensor Augmented Pump Therapy.

 

Páncreas artificial (PA) y sistema híbrido

Esta modalidad terapéutica se encuentra en investigación, pero en septiembre de 2016 la FDA aprobó el primer sistema híbrido, el equipo MiniMed 670G de la compañía Medtronics®, que se espera esté comercialmente disponible durante el año 2017.

El PA, también conocido como biónico o closed loop, entrega la insulina al celular subcutáneo por un catéter igual al ICSI, pero a diferencia del anterior, cuenta con mayor integración con el MCG, generando un cierre del circuito o closed-loop. De esta forma el infusor disminuye y aumenta la entrega de insulina basal según lo que informa el MCG. Frente a las comidas, el paciente debe informar al equipo si la ingesta será habitual, mayor o menor, sin necesidad de contar hidratos de carbono ni medir glicemia capilar.

En el caso del sistema híbrido (Medtronics 670G) el dispositivo integra el sensor con el infusor ajustando en forma automática la entrega de insulina basal, pero el paciente debe continuar ejecutando los bolos, contando hidratos de carbono y midiendo glicemia capilar.

Aunque su nombre sugiere la creación de un páncreas por ingeniería, este tipo de tratamiento dista de ser un páncreas igual al humano15-16. El paciente debe cambiar el set de infusión y el sensor de glicemia periódicamente y también debe informar al equipo de la ingesta de comida. Además, el PA no se asemeja a la fisiología ya que entrega la insulina a nivel subcutáneo, a diferencia de la situación fisiológica en que se entrega a nivel portal. La leve demora en la absorción de la insulina ultrarrápida desde el subcutáneo también representa una limitación en lograr un verdadero PA. La imprecisión de los sensores que miden glicemia intersticial en lugar de capilar representa otro inconveniente. A pesar de estas limitaciones, los estudios han demostrado disminución de la hipoglicemia y mejoría del control metabólico al comparar PA con SAPT17.

Existen dos programas computacionales que se han utilizado en el PA, uno creado por un grupo israelí y otro americano. Los estudios iniciales han utilizado sólo insulina, pero más recientemente se han probado sistemas bihormonales, con insulina y glucagón, bajo algoritmos de control y liberación de cada hormona por vías separadas.

Los estudios preliminares se realizaron en pacientes hospitalizados, lo que permitió un mejor ajuste de los algoritmos. Recientemente, se han realizado estudios con sujetos ambulatorios simulando condiciones de la vida real. Actualmente hay al menos 18 dispositivos en estudio, de primera, segunda y tercera generación, los cuales difieren en algunas características como nivel de automatización, control de glicemia, liberación hormonal y en el escenario en que se ha estudiado (hospitalizados o ambulatorios)18.

Inicio e indicaciones de terapia con ICSI

Los aspectos prácticos para hacer la transferencia desde MDI a ICSI han sido recientemente revisados3. Las características del paciente que lo hacen un buen candidato para uso de ICSI, y las del equipo tratante, se describen en la Tabla 4. Es fundamental que aquél paciente que inicie esta terapia tenga un alto nivel de motivación y compromiso, además de conocimiento y entrenamiento avanzado en diabetes. La edad del sujeto no es un factor limitante del tratamiento con ICSI.

 

Tabla 4. Características que deben tener los pacientes candidatos a uso de
infusor continuo subcutáneo de insulina (ICSI) y su equipo tratante

 

En la indicación de ICSI, deben considerarse elementos de carácter logístico tales como el grado de experiencia del equipo tratante, la necesidad de controles frecuentes al inicio del tratamiento, disponibilidad continua de insumos y soporte técnico permanente por parte del fabricante del dispositivo.

En cuanto a las indicaciones del uso de ICSI, estas se han modificado en el tiempo. Aunque inicialmente se recomendaba de forma más limitada, las guías actuales19-21 plantean que aquéllos sujetos que tienen problemas de variabilidad glicémica, hipoglicemia severa o no logran el control metabólico óptimo, entre otras indicaciones, son candidatos a usar tecnología en diabetes (Tabla 5). Así mismo, se plantean que todo sujeto que quiera usar ICSI puede hacerlo si tiene compromiso con su tratamiento y reúne las características descritas en la Tabla 4.

 

Tabla 5. Indicaciones según nivel de prioridad de los pacientes que se benefician
del tratamiento con infusor continuo subcutáneo de insulina (ICSI)

 

Beneficios del uso del ICSI

Los beneficios de las tecnologías en diabetes dependen del buen uso que le da el paciente, por lo que en gran medida dependen de las características del individuo20. A continuación, se describen los resultados de los principales estudios.

Mejor control metabólico

Diferentes meta-análisis han mostrado que adultos con diabetes mellitus tipo 1 (DM1) presentan una reducción de la hemoglobina glicosilada (HbA1c) de -0,3% promedio, al comparar el ICSI con MDI. La mayor reducción se ha visto con SAPT en pacientes con DM1 (-0,68%)22-23. Si bien la mejoría en el control metabólico parece discreta, esto se debe analizar en el contexto que los pacientes enrolados en estos estudios tienen en general un buen control metabólico al ingreso del estudio.

Reducción de los episodios de hipoglicemia severa (HS)

Uno de los grandes beneficios del uso de tecnología en diabetes es la disminución de la HS o inducida por ejercicio24-26, especialmente cuando se utiliza SAPT con sistema de suspensión automática de la infusión frente a hipoglicemia27-29. Se recomienda el uso de SAPT, con o sin suspensión automática de insulina, en aquéllos sujetos en que los episodios de HS sean recurrentes y/o no manifiesten síntomas30.

Mejoría en la calidad de vida

Diferentes estudios muestran un impacto positivo sobre la calidad de vida de los usuarios de ICSI o SAPT comparado con MDI22-23, siendo infrecuente que los pacientes decidan suspender el uso de este tipo de dispositivos y volver a MDI (2-11%)31-32.

Desventajas del uso de ICSI

Falla del set de infusión. Esta complicación comprende los siguientes problemas: oclusión del catéter, desplazamiento de la cánula fuera del espacio subcutáneo, filtración de insulina, formación de burbujas de aire en el catéter y acodamiento del catéter o cánula. Estos problemas son más frecuentes cuando el paciente no cumple las recomendaciones en relación a la instalación, cuidado y vigilancia del set de infusión.

Hiperglicemia, cetosis y cetoacidosis diabética (CAD)

En el caso de interrupción accidental del paso de insulina desde el ICSI al espacio subcutáneo, en vista que el aporte insulínico se realiza con análogos rápidos de insulina, rápidamente se desencadena insulinopenia severa. Con más de 60 minutos de interrupción en la entrega del análogo, ocurre elevación significativa de la glicemia que, de no corregirse, da lugar a formación de cuerpos cetónicos, pudiendo llegar a CAD en pocas horas33-34. Recientemente se ha visto que la incidencia de CAD no es mayor que con MDI al utilizar ICSI modernos35. Esta complicación es prevenible con una adecuada selección y educación del paciente en el manejo del dispositivo y set de infusión.

Infecciones cutáneas y otros eventos adversos en el sitio de infusión

La frecuencia de infección en el sitio de infusión ha ido disminuyendo sustancialmente a través de los años, y recientemente es casi inexistente38-39. Cuando se presenta infección esta se da en directa relación con la inadecuada preparación de la piel previa al cambio del set de infusión y/o mantención del mismo por un plazo mayor al recomendado.

Otros eventos adversos cutáneos

La complicación asociada al sitio de infusión más frecuente es la lipohipertrofia, afectando al 26% de los usuarios de ICSI37. La irritación y/o alergia a los adhesivos del set y la hiperpigmentación en el sitio de infusión también son frecuentes y dependen de la sensibilidad cutánea de cada paciente.

Costos

El costo de la terapia con ICSI está dado por el valor del dispositivo mismo y los insumos de uso permanente. Se ha demostrado costo-efectividad del tratamiento con ICSI comparado a MDI al analizar el control metabólico, la menor tasa de HS, prevención de complicaciones crónicas y mejor calidad de vida40-44.

Beneficios del uso del MCG

Mejor control metabólico

Se ha reportado reducción de la HbA1c con el uso de MCG-TR al compararse al auto monitoreo efectuado con glicemia capilar45-47. La mejoría del control metabólico está en directa relación con el uso del sensor, siendo evidente cuando es usado al menos 60-70% del tiempo. Aunque los estudios han determinado el beneficio de uso de MCG en pacientes que usan ICSI, actualmente un estudio está evaluando el MCG-TR en paciente con terapia MDI (Multiple Daily Injections and Continuous Glucose Monitoring in Diabetes DIaMonD).

Reducción de HS

El uso de MCG-TR en el contexto de SAPT con suspensión automática de la infusión de insulina reduce de forma significativa la tasa, duración y severidad de los episodios de hipoglicemia, sin deterioro del control glicémico12-14,27-29.

Desventajas del uso del MCG

Desfase fisiológico

Debido a que el MCG mide la glicemia intersticial, la que tiene un desfase respecto a la medición en sangre capilar, existe imprecisión en la medición frente a variaciones de glicemias mayores a 2 mg/dl/min. Por esta razón, el MCG es considerado un complemento del auto monitoreo de glicemias capilares y no un reemplazo de éste.

Necesidad de calibraciones periódicas

La tecnología actual de MCG requiere que el paciente ingrese al dispositivo 2 a 4 mediciones diarias de glicemia capilar para calibración. El MCG con sistema Flash constituye una excepción ya que es calibrado en fábrica10.

Necesidad de instalación y cambio periódico del sensor

Uno de los factores que influye en la mala adherencia de algunos pacientes al uso del MCG-TR es la instalación y cambio periódico del sensor, que agrega una tarea adicional a la instalación del set de infusión del ICSI.

Agobio por exceso de información

Para algunos pacientes el exceso de alarmas e información que proporciona el MCG-TR resulta cansador, por lo que en estos casos se recomienda anular o personalizar las alarmas dejando activas sólo aquellas consideradas más importantes.

Costos

El costo del uso de MCG-TR es superior al del auto monitoreo con glicemias capilares. Varios estudios muestran costo efectividad de su uso, ya sea como tecnología aislada o en contexto de SAPT, basado en la mejoría del control glicémico y la proyección de la prevención de complicaciones crónicas48-51.

Conclusión

Las nuevas tecnologías han expandido las alternativas terapéuticas de los pacientes que usan insulinoterapia, permitiendo un mejor control metabólico con menor riesgo de hipoglicemia. En el futuro próximo se espera contar comercialmente un con un sistema híbrido que integra en un asa cerrada la medición de glicemia y la infusión de insulina, pero que aún depende parcialmente de las instrucciones del paciente.

 

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Recibido el 3 de octubre de 2016, aceptado el 9 de enero de 2017.

Autores NS y EC no declaran conflictos de intereses; PA declara apoyo financiero limitado para capacitación por parte de SP Medical.

Correspondencia a: Dra. Ethel Codner
Instituto de Investigaciones Materno-Infantil, Facultad de Medicina, Universidad de Chile, Santiago, Chile.
ecodner@med.uchile.cl

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