人工胰岛简介

湖北省孝感高级中学  邓鹏（432000）

摘要：人工胰岛一种新型胰岛素注射技术，它通过模拟人体健康的胰腺分泌胰岛素的生理模式，将胰岛素注入人体内的电子装置，是目前治疗糖尿病最方便的途径，本文介绍了人工胰岛的发展历史、结构特点、类型、使用优点、适应人群等内容。

关键词：人工胰岛  胰岛素  糖尿病

作为一种常见的葡萄糖代谢和内分泌障碍继而引起全身性代谢紊乱的慢性疾病，糖尿病已成为严重威胁人类健康的世界性、公共性疾病。这种疾病主要分为两种类型：Ⅰ型糖尿病和Ⅱ型糖尿病，Ⅰ型糖尿病是因为患者的免疫系统对自身分泌胰岛素的B细胞发生攻击并杀死它们，结果胰岛素不能分泌足够的胰岛素，此类糖尿病多发生于青少年，患者需要依赖外源性胰岛素补充以维持生命；Ⅱ型糖尿病则是患者体内存在胰岛素“抵抗”现象，不能有限利用体内的胰岛素进行葡萄糖的吸收、转化和利用，此类型多发生于成人，占糖尿病患者的90%以上[1]。

不管是Ⅰ型糖尿病患者还是Ⅱ型糖尿病患者，现在的治疗方式主要是外源性注射胰岛素，但传统的胰岛素注射需要一日多次皮下注射，给患者带来痛苦，同时血糖波动明显，还易发生低血糖现象[1]。人工胰岛是近年来发展的一种新型胰岛素注射技术，是一种通过模拟人体健康的胰腺分泌胰岛素的生理模式，将胰岛素注入人体内的电子装置。它也称胰岛素泵、人工胰腺，其形状和大小如同BP机，通过一条与人体相连的软管向体内持续输注胰岛素，是目前最准确、最简捷、最自由的胰岛素输注系统。

1.人工胰岛的发展历史

在人工胰岛问世以前，寻求一种方便、痛苦少的胰岛素注射给药方式，一直是糖尿病学专家、学者、医生和广大糖尿病患者急需解决的问题。持续皮下胰岛素输注 ( contin-subcutaneous insulin infusion,CSII)系统 (简称胰岛素泵) 的出现切实解决了这一问题，此概念最早出现于1960年，它是由 Arnoldkadish 博士发明的一个可以连续输注胰岛素的装置。但这种背包式胰岛素泵因体积太大,仅应用于酮症酸中毒和全胰腺切除后糖尿病患者的短期葡萄糖控制[2]。 

1978年，皮卡普（Pickup）推出了携带式胰岛素泵，由胰岛素贮存器、马达、电池及胰岛素剂量选择和输入系统组成，贮存器置于腹壁皮下层，每隔数周更换1次。索卡勒（Sukalac）于1979年推出的开放式胰岛素泵，1次可使用半年以上[2]。
    90年代，制造技术的进步使人工胰岛体积缩小、便于携带、操作简便、易学易用，剂量调节更加精确稳定，诸多优点使其在临床中得以广泛推广。仅在美国，使用人工胰岛的患者在5年内就增长了4倍，目前在我国使用胰岛素泵的患者已近3万，其中约54%为Ⅰ型糖尿病患者，44%为Ⅱ型糖尿病患者，2%为其他原因所致糖尿病患者。

2.人工胰岛的结构

人工胰岛主要由4个部分构成（如图1）：含有微电子芯片的人工智能控制系统、电池驱动的机械泵系统、储药器、与之相连的输液管和皮下输注装置。

图1

人工胰岛外表是一个显示屏及一些按钮，由仪器内的电脑芯片所控制，共同构成人工胰岛的智能控制系统，用于设置泵的程序并准确调节胰岛素输注量，选择的剂量是由医生按照每个病人的胰岛素需要量来设定的。人工胰岛一侧装有一个放胰岛素的储药器，类似一个常规的注射器。储药器通过连接器与输注导管连接，输注导管长度不一，有的可长61cm，有的可长107cm。它的末端有一个钢针或软针，输注管路输液管前端可埋入患者的皮下，胰岛素就是从这里注入体内，牢固地将人工胰岛与身体连接起来（如图2）。在工作状态下，机械泵系统接收控制系统的指令，驱动储药器内的活塞，将胰岛素通过输液管输入皮下。一方面，向患者体内24 h不间断地输入胰岛素，模拟基础胰岛素分泌，维持正常肝糖输出，控制空腹血糖；另一方面，进餐前追加输注胰岛素，模拟进餐后胰岛素分泌，控制餐后高血糖[3]。

图2

3.人工胰岛的类型

人工胰岛从结构上分开环式和闭环式两种。

开环式人工胰岛是一种比较简单的装置，没有血糖传感系统，不能组成反馈回路所以称为开环式。它主要由两部分组成：①电子计算机系统，医生根据病人血糖浓度计算值确定输注胰岛素的数量和速度，调拨按钮“指令”，再由电控系统控制输注胰岛素的剂量、时间及速度；②胰岛素注射泵，按照电控系统的要求，在一定时间内，以一定的速度，注射一定数量的胰岛素。开环式人工胰岛结构较简单，价格便宜，但需要医生长期严密观察血糖，并根据血糖的变化调整电子计算机的指令，以调节注射胰岛素的速度、剂量、时间，这使得开环式胰岛的广泛使用受到一定限制[4]。

闭环式人工胰岛装置比较复杂，主要由三部分组成：①血糖感受器，能连续自动测定血糖浓度并将测定结果转变为电脉冲信号，这是与开环式人工胰岛最大的区别；②电子计算机系统，能将血糖感受器传输来的电脉冲信号加以处理，并计算出胰岛素的输入剂量向装有胰岛素的注射泵发出“指令性”电脉冲信号，可调整注射泵输出的时间和速度；③胰岛素注射泵，能按电子计算机的“指令”输出胰岛素。闭环式人工胰岛最大的优点在于它能最理想地完全模拟人体内胰岛B细胞的工作程字，迅速控制高血糖使之恢复到正常或接近正常，而且稳定性较好，血糖很少波动，这是一般的皮下注射治疗所不能实现的[5]。遗憾的是闭环式人工胰岛现在还只是处于积极研发阶段，还没有成熟产品，相信在不久的将来我们一定会享受科技产品带来的高品质享受。 

4.人工胰岛的优点

    相对于常规的胰岛素治疗方法，人工胰岛治疗可更长期平稳、安全地控制血糖，能显著减少病人痛苦，使患者使用更方便，作用效果更明显，有效提高患者的生活质量。

4.1 显著减少病人痛苦

糖尿病患者获取胰岛素通常采用皮下注射的方式，一般一天注射2-4次胰岛素，针刺的疼痛和尴尬让很多患者头痛不已，而每次的大剂量注射都使体内胰岛素水平大起大落。除此外皮下注射还可能会引起皮下脂肪组织萎缩，形成难看的橘皮样凹陷及局部皮肤硬化，导致胰岛素吸收不稳定。使用人工胰岛，你只需每2-4 天更换一次输注管路，只要在皮下埋入一个小的软管即可，不会给皮肤带来损伤。

4.2 使用携带更方便

使用人工胰岛，你可以在任何时间、任何场所，只需侧过身，按几下按钮，胰岛素就自动地输入体内，既简单又不失体面。在儿童生长发育阶段，或参加季节性运动会，或处于妊娠、更年期，或并发急性病时，机体胰岛素需要量时刻在改变，你可以非常容易地调整胰岛素输入量，最好地满足机体需要。人工胰岛增加了糖尿病患者进食的自由，改善了生活质量，提高了患者战胜疾病的勇气与生活信心，显著减轻了疾病造成的沉重精神与心理压力。  

4.3 作用效果更明显

经常注射胰岛素可能会发生低血糖，或者一次性注射过多胰岛素而发生高血糖，难以保持血糖的稳定性。人工胰岛把一次皮下注射的胰岛素剂量分散在数小时内连续不断的输入，使24小时之内血液中的胰岛素保持在平稳的水平，尤其夜间有了足够的基础胰岛素，不再发生清晨高血糖现象，也不再需要中、长效剂型的胰岛素来调整血糖的稳定性，免除了不规则高血糖和低血糖交替现象[6]。国内外大量研究证实，与传统胰岛素强化治疗方案相比，胰岛素泵更能有效地减少血糖波动。

4.4 更接近人类生理规律

人体生理状态下胰岛素的分泌过程，它不仅每3—5分钟分泌微量胰岛素，而且分泌量在全天有两个波峰和两个波谷，即早晨5点到6点达高峰和下午4点到5点分泌量达高峰；上午10点到下午2点和晚上10点到凌晨2点是自身胰岛素分泌最低的时间，也是胰岛素生理需要量最少的时间段。人工胰岛能模拟生理胰岛素分泌时的波峰和波谷现象，在白天人体需要大量胰岛素时能自动增加输入，在后半夜及需求少时按预定程序减少胰岛素供给量，科学的计量使全天胰岛素用量达到最佳剂量[7]。

5.人工胰岛存在的问题

人工胰岛给患者带来了更为便捷的给药途径，但多年的临床调查研究表明，人工胰岛虽然弥补一些常规疗法的不足，但仍存在疗效问题和安全隐患。

5.1注射部位感染

人工胰岛须持续输注，注射针头长期插于患者皮下，可能发生严重局部过敏，日常生活中不可避免与创口摩擦，可能产生红肿和硬块，不但给患者到来了不适，也会影响胰岛素输注和皮下吸收，试用期间需要定期更换针头和输注位置[3]。

5.2血糖水平异常

一般出现低血糖情况多，高血糖情况出现较少，出现的原因多是人工胰岛程序设置不当，输注量过大、输注时间过长或没有结合自身饮食运动等情况调整输注参数。现在所使用的是开环式人工胰岛，它不能通过监控血糖自行调节给药剂量，只能靠操作者自身及时监控来避免血糖水平异常。

5.3设备故障

作为电子产品的一种，自身受到电子产品的限制，例如电池耗尽，元器件老化等。同时储药器内气泡未排尽、管路漏液、药液沉淀堵塞等，都会导致输注剂量变化[3]。这方面取决于人工胰岛和泵用胰岛素的质量，同时也需要操作人员注意观察发现。

5.4价格高昂

人工胰岛的价格都在万元以上，一般家庭难以承受，况且治疗过程中胰岛素的使用也很昂贵，使不少患者望而却步。调查发现虽然对人工胰岛有所了解的患者达到70%，但真正使用并能持续使用人工胰岛的并不多，后期治疗费用高昂是半数以上带泵患者的最大担忧[3]。

6.人工胰岛的适用范围

作为体外注射胰岛素的装置，适合于Ⅰ型糖尿病患者和需要长期胰岛素强化治疗的Ⅱ型糖尿病患者，特别是血糖波动大，虽采用胰岛素多次皮下注射方案，血糖仍无法得到平稳控制的糖尿病患者[8]。具体来说有：伴有无感知低血糖者；频发低血糖者；黎明现象严重导致血糖总体控制不佳者；作息时间不规律，不能按时就餐者；要求提高生活质量者；胃轻瘫或进食时间长的患者等[9]。 

虽然人工胰岛适宜人群广，但下列患者不宜长期应用人工胰岛疗法治疗：不需要长期胰岛素治疗者；对皮下输液管过敏者；不愿长期皮下埋置输液管或不愿长期佩戴胰岛素泵者；患者及其家属缺乏胰岛素泵使用相关知识，接受培训后仍无法正确掌握如何使用胰岛素泵者；有严重的心理障碍或精神异常者；无监护人的年幼患者、年长患者以及生活无法自理者等[10]。

人工胰岛是科学技术与医疗原理相结合的结晶，它能显著减少病人的痛苦，使作用效果更有效，使用更方便，是安全、简单、方便、灵活及更符合人体生理的治疗方法[7]。虽然它仍然存在技术瓶颈，但发展空间很大，相信科学技术的进一步发展，人工胰岛会带给我们更大的幸福。

参考资料：

[1]袁彩蓉.胰岛素泵的临床应用及护理[J].当代护士，2009（8）：26-27.

[2]刘志杰，邵丽丽.胰岛素泵研究及应用[J].黑龙江科技信息，2011（7）：1

[3]张丽.胰岛素泵在糖尿病治疗中的应用及护理[J].现代医药卫生，2009（8）：1153. 1.

[4]孟连新.胰岛素泵治疗糖尿病临床应用研究进展[J].右江民族医学院学报，2011（8）：222-223.

[5]黎水莲.胰岛素泵的临床应用及护理进展[J].护理实践与研究，2007（11）：7-8.

[6]刘杰，王丽萍.胰岛素泵临床应用的研究进展[J].使用糖尿病杂志，2007（1）：10-12.

[7]孟连新，韦华，王民登.胰岛素泵临床应用研究[J].护士进修杂志，2010（16）：1518-1519.

[8]周海燕.胰岛素泵Ⅰ型糖尿病围手术期的临床应用[J].宁夏医学杂志，2006（3）：221-222.

[9]武明东.持续皮下胰岛素输注对Ⅱ型糖尿病早期胰岛素功能改善作用的临床研究[J].临床内科杂志，2007（10）：678-681.

[10]何争珍，艾冬云.糖尿病胰岛素泵强化治疗的护理进展[J].现代护理，2007（1）：96.