3万円で自作できる画期的な「人工すい臓」は医療機器のセキュリティホールを突くことで誕生した

血糖抑制ホルモン「インスリン」の分泌組織が死滅してしまう「1型糖尿病」の患者は、定期的にインスリンを注射で的確な量だけ投与しなければなりません。このインスリンの投与をすべて自動で行ってくれる「人工すい臓」を、既存の医療機器と250ドル(約2万7000円)の小型コンピューターを使って自作するプロジェクトが進められています。

The $250 Biohack That’s Revolutionizing Life With Diabetes - Bloomberg
https://www.bloomberg.com/news/features/2018-08-08/the-250-biohack-that-s-revolutionizing-life-with-diabetes

1型糖尿病は、すい臓のランゲルハンス島β細胞が何らかの理由で死滅してしまう病気です。ランゲルハンス島β細胞はインスリンを分泌する組織で、β細胞が死滅してしまうと体内の血糖値の調整が働かなくなってしまい、体に悪影響を及ぼします。そのため、定期的にインスリンを摂取する必要があります。しかし、インスリンはペプチドホルモンなので、一般的な薬のように口から摂取すると胃で消化・分解されてしまいます。そのため、正しい量のインスリンを投与するには、注射によって直接血管内に投入しなければなりません。

シドニー・ファーンズワーズさんは、8歳の時に「1型糖尿病である」と診断されました。母親であるケイトさんは、常に娘の側について血糖値を早朝・深夜でも定期的にチェックし、注射をしなければなりませんでした。ケイトさんは、娘の血糖値管理の負担をどうにかして減らせないか、ネット上で相談することにしました。そこで出た案が「人工すい臓を自作する」というアイデアでした。

インスリンの血糖値管理には「血糖値を計測する」「計測したデータを元にインスリンの投与量を決める」「正しい量のインスリンを投与する」という3ステップが必要となります。インスリンポンプを用いて自作する人工すい臓は、血糖値の測定をグルコース(糖)モニターで行います。グルコースモニターはBluetooth接続によってスマートフォンやスマートウォッチと通信が可能で、常に体に装着しているインスリンポンプに正しいインスリン投与量を無線で送信します。自作型の人工すい臓は、計測・投与量の計算・投与という流れを、スマートフォンで監視しながらすべて自動で行えるのが特徴です。

シドニーさんが装着しているメドトロニック製のインスリンポンプは、2011年にセキュリティホールが発見されていました。サンフランシスコ在住のプログラマーで糖尿病患者のベン・ウエストさんはこのセキュリティホールを突いてインスリンポンプをハックし、RileyLinkと呼ばれる小型のコンピュータをポンプに搭載することで、任意の機器と通信を行えるシステムを考案しました。メドトロニック製のインスリンポンプのセキュリティホールがなければ、人工すい臓は生まれていなかったかもしれません。

by Alan Levine

ウエストさんはエンジニアのダナ・ルイスさんとスコット・レイブランドさんと協力し、自作のソフトウェアによってインスリンポンプを完全自動化するシステム「Loop」を開発しました。ウエストさんはシドニーさんにポンプを寄付し、わずか3万円で材料を調達して人工すい臓を完成させました。ケイトさんは「今の人工すい臓には満足しています。ボタンをクリックするだけでインスリンを投与できるのはとても簡単です。人工すい臓のおかげで糖尿病の管理方法が大きく変わりました」と語っています。

Loopのプロジェクトは今や世界中から注目を集めていて、メドトロニックも積極的にLoopに関わるエンジニアと協力することで完全自動化された人工すい臓を開発。2016年末にはアメリカ食品医薬品局(FDA)から承認を受けました。ケイトさん夫妻はFacebookグループで、1型糖尿病の子どもを看病する親をサポートするグループを立ち上げ、安価に自作できるLoopを広める活動を行っています。Bloombergによると、記事作成時点で2000人以上もの人びとが、Loopを利用しているそうです。

なお、この人工すい臓DIYプロジェクトで使われるプログラムはGitHubで公開されています。