I tüübi diabeet ja leiutised
Täpselt nädala pärast, 14. novembril tähistatakse ülemaailmset diabeedipäeva, mille fookuseks on sel aastal „Diabeet ja töökoht“ („Diabetes and the workplace“) [1]. Selles, et I tüübi diabeetikud saaksid elada täisväärtuslikku elu ja käia tööl, on väga olulist rolli mänginud erinevatesse valdkondadesse kuuluvad leiutised.
Enne insuliini avastamist ja insuliini asendusravi võimaluse tekkimist oli I tüübi diabeedi puhul tegemist fataalse haigusega. See vallandub peamiselt lastel ja noortel. Tegemist on olukorraga, kus immuunsüsteem hävitab kõhunäärmes asuvad insuliinitootvad beetarakud, mille tagajärjel ei ole organism enam võimeline omastama süsivesikuid. Beetarakkude hukkumine on pöördumatu protsess. Insuliini puudumisel tõuseb veresuhkur eluohtlikult kõrgeks. Kehas kuhjuv suhkur väljutatakse uriiniga, patsient kaotab kiirelt kaalu, tekivad muud komplikatsioonid, kuni inimene lõpuks koomasse langeb ja sureb.
Veidi üle 100 aasta on tegeletud teadus- ja arendustööga valdkondades, mis on seotud I tüübi diabeediga. Arengud on olnud märkimisväärsed. I tüübi diabeediga elav inimene saab panustada tööellu täpselt samamoodi nagu kõik teised.
1922. aastal teatasid Kanada teadlased Frederick Banting, Charles Best, John J.R. Macleod ja James Collip insuliini avastamisest [2]. Banting ja Macleod said selle avastuse eest 1923. aastal ka Nobeli preemia. Esimene patent, mis avalikustas insuliini tootmise meetodi, anti välja 9. oktoobril 1923. Selleks oli US 1469994 „Extract Obtainable from the Mammalian Pancrea or from the Related Glands in Fishes, Useful in the Treatment of Diabetes Mellitus, and a Method of Preparing It“, autoriteks Frederic Banting, Charles Best ja James Collip. Kuni selle ajani oli I tüübi diabeet olnud fataalne autoimmuunhaigus. Nüüd oli olemas võimalus asendada kehas puuduv insuliin loomade kõhunäärmest eraldatud insuliini süstimisega ja olulisimaks I tüübi diabeediga seotud küsimuseks sai elukvaliteet. Ühtlasi tekkis terve rida uusi tehnilisi küsimusi, mis vajasid lahendamist, et elukestev insuliini asendusravi oleks võimalikult efektiivne ja ka kasutajasõbralik.
Loomade kõhunäärmest toodetud insuliiniga kaasnesid mitmesugused probleemid. Näiteks võis see põhjustada allergilisi reaktsioone ning nõudluse kasvades oli vaja ka järjest rohkem veiste ja sigade kõhunäärmeid, millest insuliini eraldada. Seega oli üheks kitsaskohaks tooraine kättesaadavus. 1978. aastal sai insuliinist esimene teraapias kasutatav hormoon, mida toodeti rekombinantse DNA tehnoloogiat kasutades [3]. Sel moel toodetud humaaninsuliin on identne insuliiniga, mida toodab inimese kõhunääre, ja seda on võimalik toota piiramatus koguses. 1990. aastatel lisandusid humaaninsuliini täiustamise tulemusena loodud analooginsuliinid – lühi- ja pikatoimelised ning segulahused, et täpsemalt jäljendada kehaomase insuliini toimimist. 2010. aastatel lisandusid veel ultralühi- ja ultrapikatoimelised analooginsuliinid [4].
Insuliini süstitakse tänapäevani naha alla. Selle tõttu on olulised süstevahendid. Aastakümneid oli ainukeseks võimaluseks kasutada korduvkasutatavaid klaassüstlaid, mis vajasid regulaarset steriliseerimist. Nendega kaasnesid mitmesugused probleemid, näiteks kehv doseerimise täpsus ja asjaolu, et neid oli keeruline kaasas kanda. Lahendusena töötati insuliini jaoks välja pen-süstlid (e pen’id) [5]. Esimene patent taolisele seadmele anti välja 3. juunil 1986 (US 4592745, autoriteks Jorn Rex ja Otto A. Vogeley). Seade ühendas süstla ja ampulli üheks mehhanismiks, mis sarnanes oma välimuselt sulepeale [6]. Pen pakkus paremat täpsust doseerimisel, see võimaldas süstimisel suuremat diskreetsust, seda oli lihtsam kaasas kanda. Sellest alates on pen-süstleid pidevalt edasi arendatud, et muuta need kasutajatele võimalikult käepäraseks ja mugavaks. On korduvkasutatavaid, milles saab insuliiniampulle vahetada, on eeltäidetud ühekordseid pen’isid. 6. juunil 2017 anti välja esimene patent nutikale pen’ile (US 9672328 B2, autorid Sean Saint, Arnold Holmquist, Cory McCluskey, Jack Pryor, Jasper Benke). Pen suhtleb traadita side abil nutitelefoni rakendusega, mis salvestab insuliini süstimisega seotud andmeid, tuletab meelde vahele jäänud süsteid, annab märku, kui pen’is hakkab insuliin otsa saama või kui seade on liiga kõrge temperatuuriga keskkonnas, sest siis kaotab insuliin oma mõju.
Lisaks on insuliini manustamiseks olemas ka pumbad. Esimese kantava insuliinpumba prototüübi disainis Dr Arnold Kadish 1963. aastal ja see oli sisuliselt seljakoti suurune [7]. Tänapäevased insuliinpumbad on väikesed kehal kantavad seadmed, mis on vastavalt individuaalsetele vajadustele programmeeritud süstima pidevalt väikeseid lühitoimelise insuliini doose naha alla. Süsteemi kuuluvad lisaks pumbale ka reservuaar insuliini jaoks, kanüül, mis sisestatakse torkega naha alla, ja infusiooniliin, mille kaudu insuliin liigub. Lisaks on olemas ka infusiooniliinita plaasterpumbad.[8]
Elukvaliteedi tagamiseks ja tüsistuste vältimiseks on väga oluline, et I tüübi diabeediga elaval inimesel endal on võimalik regulaarselt kontrollida enda veresuhkrut. Arengud selles suunas algasid testribadest, millele anti välja patent 4. juunil 1963 (US 3092465, autoriks Ernest Adams ja Robert Smeby). Testribad muutsid kokkupuutel veretilgaga värvi, mille järel oli võimalik hinnata veresuhkru kontsentratsiooni, kõrvutades värvunud testriba etteantud värviskaalaga. Esimene glükomeeter, mis kasutas selliseid testribasid, sai patendi 14. septembril 1971 (US 3604815, autoriks Anton Clemens). Seade registreeris testriba värvunud pinnalt peegeldunud valguse ja näitas vastavalt kalibreeritud skaalal veresuhkru väärtust analüütilistes ühikutes.
Tänapäeval on jõutud selleni, et on olemas digitaalsed sensorid, mis võimaldavad pidevat veresuhkru monitooringut ja pakuvad uusi võimalusi [9]. Näiteks on võimalik koguda ja kuvada infot veresuhkru kõvera trendidest (tõusev või langev), veresuhkru kõikumiste kestusest ja amplituudist, ning saata kasutajale vastava mobiilirakenduse kaudu hoiatusi, kui veresuhkru väärtus on väljaspool normaalset vahemikku. Sensorilt saadava info abil on palju lihtsam vältida veresuhkru suuri tõuse ja langusi, hoida veresuhkur normaalses vahemikus ning selle kaudu vältida diabeedi tüsistusi. Alates 2000. aastast kuni 2022. aastani kasvas patentide hulk sensorite valdkonnas 2023. aastal tehtud ülevaate andmetel stabiilselt [10]. On olemas süsteeme, kus sensor ja insuliinpump suhtlevad omavahel traadita ühenduse kaudu ning vastavalt veresuhkru kõikumisele reguleeritakse automaatselt ka insuliini manustamist.
Veidi üle 100 aasta on tegeletud teadus- ja arendustööga valdkondades, mis on seotud I tüübi diabeediga. Arengud on olnud märkimisväärsed. Uute insuliinide, süstevahendite ja pideva veresuhkru monitooringu ühiseks eesmärgiks on tagada võimalikult normaalne veresuhkru väärtuste vahemik, vältides selle kaudu tüsistuste teket, ning ühtlasi pakkuda kasutusmugavust. Kokkuvõtteks tagab see ka selle, et I tüübi diabeediga elav inimene saab panustada tööellu täpselt samamoodi nagu kõik teised.
Viited:
2. M. Bliss, J. Poulin „The discovery of insuliin“, The Canadian Encyclopedia
4. Insulin 100
6. NovoPen insulin delivery device
7. 1963 – The first prototype of a „pump“
