체내에서 인슐린을 생성할 수 없는 당뇨병 환자에게 있어서, 주사에 의한 인슐린의 투여나 정기적인 혈당치의 측정은 생존을 위해서 필요 불가결한 것으로 여겨져 왔다.
그러나, 최근에는 혈당치 측정이나 인슐린 투여를 자동적으로 실시하는 인공 췌장이 실용화되고 있고, 당뇨병 환자의 라이프 스타일에 변화가 오고 있다. 그런 인공 췌장의 역사에 대해 인공 췌장 개발 프로젝트의 중심 인물인 보리스 코바체프 씨가 알기쉽게 설명하고 있다.
당뇨병을 앓고 있지 않은 사람은, 혈당의 변동에 따라 췌장에서 인슐린을 분비하여 혈당을 적절한 범위로 유지하고 있다. 그러나 당뇨병 환자의 경우, 췌장에서 인슐린을 생성하지 못하거나 생성량이 적기 때문에, 인위적인 방법으로 인슐린을 보충해야 한다.
코바체프 씨에 따르면, 당뇨병 환자에게 인슐린이 투여된 것은 1922년으로, 그 후 수십년간은 "주사"가 인슐린 투여의 주요한 방법이었다. 또한, 당시는 혈당을 측정하는 수단이 없었기 때문에, 당뇨병 환자는 소변에 포함된 당분을 검지하는 것에 의지하여, "혈당치가 위험한 레벨에 이르고 있는지 아닌지"를 알 수 밖에 없었다.
1970년대에는 휴대할 수 있는 크기의 혈당치 검사 키트가 개발되어, 1980년대에는 널리 이용되게 되었다. 덧붙여, 1970년대에는 "Biostator"라고 불리는 냉장고 사이즈의 인공 췌장이 개발되어, 혈당치에 응한 인슐린의 투여가 가능해졌다.
그러나, Biostator는 너무 큰 사이즈이고 인슐린을 정맥에 주입하는 투여하는 방법으로 병원 내에서만 사용할 수 있다는 문제가 있었다.
인슐린 투여 방법에 관한 연구는 활발히 진행되었고, 1970년대 후반에는 세그웨이의 개발자로 알려진 딘 케이멘 씨에 의해 비교적 소형 수액펌프 인 "Auto Syringe"가 개발되었다. 덧붙여 1999년에는 의료기기 메이커의 Medtronic에 의해서 피부에 묻는 타입의 혈당치 측정 기기가 개발되어, "정기적으로 손가락으로부터 혈액을 채취해 혈당치를 측정한다"라고하는 조작이 불필요하게 되었다. 그 후도 혈당치의 리얼 타임 측정 기기의 개발은 진행되었고, 그 정도는 해마다 향상하고 있다.
코바체프 씨에 따르면, 당뇨병 치료의 궁극적인 목표는 "건강한 췌장을 재현"하는 것이다. 그러나 다음과 같은 요인에 의해 인공 체장 개발이 힘든 것으로 알려져 있다.
- 혈당치는 식사, 운동, 컨디션 등의 요인에 의해 복잡하게 변동된다.
- 인슐린을 외부에서 투여한 경우, 혈당치가 저하되기까지 40분~60분의 시간이 필요하다.
- 인슐린이 미치는 효과는 사람마다 다르며, 동일 인물이라도 인슐린을 투여하는 타이밍에 따라 효과가 다르다.
- 최첨단 혈당치 측정기에서도 수시간에 걸쳐 측정치가 어긋날 수 있다.
- 활발하게 운동하는 젊은이부터 하루 종일 앉아 있는 고령자까지, 폭넓은 생활 스타일의 사람들에게 대응할 필요가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 인슐린의 효과를 정확하게 예측하는 알고리즘과, 혈당치를 내리는 인슐린에 가세해 혈당을 상승시키는 호르몬인 클루카곤을 사용하는 방법이 개발되었다. 이러한 개발은주로 동물 실험으로 효과를 평가하면서 진행되고 있었지만, 2007년에는 코바체프 씨가 인솔하는 연구팀에 의해서 "300명의 1형 당뇨병 환자를 대상으로 한 치험"과 같은 실험 효과를 얻을 수 있는 컴퓨터 시뮬레이션이 개발되어 연구 속도가 비약적으로 고속화했다.
상기의 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 연구 고속화도 진행되었고, 2000년대 후반에는 노트북을 이용해 계산을 실시하는 "혈당치를 하루 동안에 계속 측정해, 적절한 양의 인슐린을 투여하는 인공 췌장"이 개발되었다. 2011년에는 안드로이드 스마트폰으로 계산하여 웹 기반의 리모트 관리가 가능한 소형 인공 췌장이 개발되었고, 2016년에는 최초의 상용 소형 인공 췌장 시스템 "Mini Med 670G"가 개발되었다. 이 Mini Med 670G는 일일 인슐린의 투여량이 조정 가능하며, 높은 혈당 조절 능력이 있음이 임상시험으로 확인되었다.
코바체프 씨에 의하면, 현시점에서는 "체내에 인공 췌장을 묻는 것으로, 혈류에 직접 인슐린을 공급하는 시스템"의 개발이 진행되고 있다고 한다.
