📘 Compreender a tecnologia das bombas de insulina

A bomba de insulina é um dispositivo médico de dimensões reduzidas que administra insulina rápida através de infusão subcutânea contínua [1]. O dispositivo contém um reservatório de insulina, um microprocessador programável e um mecanismo de bombeamento que assegura a administração precisa da insulina através de um conjunto de infusão inserido no tecido subcutâneo.

O funcionamento da bomba baseia-se na administração de insulina sob a forma de taxa basal, que assegura uma quantidade pequena e constante de insulina ao longo do dia, e bolus, que são doses adicionais administradas às refeições ou para correção [1]. Segundo as orientações, este método representa o padrão de excelência de tratamento para pacientes com diabetes mellitus tipo 1.

A bomba administra insulina através de microbolus repetidos em intervalos de alguns minutos (mais frequentemente cinco minutos), criados por um motor do tipo "passo a passo" ou por um sistema piezoeléctrico [2]. Cada microbolus representa uma quantidade muito pequena de insulina, mesmo da ordem dos centésimos de unidade. A soma destes microbolus realiza a taxa basal programada por hora.

O mecanismo de infusão utiliza um êmbolo que empurra a insulina do reservatório através do tubo de ligação até à cânula inserida subcutaneamente [2]. Esta administração contínua elimina a necessidade de injeções múltiplas diárias e permite ajustes finos das doses.

O pâncreas saudável secreta insulina de dois modos. Existe uma secreção basal, contínua (com pequenas pulsações), que mantém a glicemia entre refeições e durante a noite, e secreções pulsáteis grandes, em resposta à ingestão de alimentos [3]. A bomba de insulina reproduz este padrão fisiológico através das taxas basais programáveis (com pequenas pulsações a cada cinco minutos) e dos bolus às refeições.

Ao contrário da insulina de ação prolongada injetada subcutaneamente, a bomba permite ajustar hora a hora as taxas basais [4]. Esta flexibilidade é essencial para gerir o fenómeno do amanhecer. A variabilidade glicémica associada à atividade física ou stress é melhorada através da possibilidade de efetuar confortavelmente pequenos bolus repetidos. Estudos demonstram que esta abordagem reduz significativamente a variabilidade glicémica [5].

Um sistema completo de bomba inclui o dispositivo propriamente dito com processador, motor, êmbolo, bateria, reservatório de insulina e conjunto de infusão formado por tubo de ligação e cânula [1]. A isto acrescenta-se o dispositivo de inserção da cânula e soluções de software para programação.

Os sistemas modernos integrados incluem também o sensor de monitorização contínua da glicemia, que comunica sem fios com a bomba [6]. Os componentes consumíveis, como reservatórios e conjuntos de infusão, necessitam de substituição, geralmente a cada três dias (mais recentemente também a cada sete dias) [7]. Os dispositivos de controlo podem ser incorporados na bomba ou externos, sob a forma de telefone ou telecomando dedicado.

A bomba utiliza um calculador de bolus baseado em parâmetros individualizados introduzidos pela equipa médica [8]. Estes incluem a relação insulina-hidratos de carbono, o fator de sensibilidade à insulina e o alvo glicémico. Ao introduzir a glicemia atual e os hidratos de carbono da refeição, o algoritmo calcula a dose ótima.

O cálculo tem em consideração também a insulina ativa residual dos bolus anteriores (insulina a bordo), prevenindo assim a sobreposição de doses e hipoglicemia [8]. A duração de ação da insulina é programável na bomba (geralmente 2-8 horas), mas estudos farmacocinéticos indicam uma duração real de 4-6 horas para insulinas rápidas [9]. Definir valores demasiado curtos (2-3 horas) pode causar sobreposição de doses e hipoglicemia. Esta automatização reduz erros de cálculo e melhora a precisão da dosagem comparativamente ao cálculo manual.

A taxa basal representa a quantidade de insulina administrada continuamente para manter a glicemia estável em períodos sem ingestão alimentar [10]. Exprime-se em unidades por hora e pode variar ao longo do dia conforme as necessidades fisiológicas. Estudos em utilizadores de bombas mostram que esta cobre aproximadamente 30-50% das necessidades diárias de insulina, com valores reais frequentemente no limite inferior (~30%) [10].

O bolus é uma dose discreta de insulina administrada para cobrir os hidratos de carbono das refeições ou para correção da hiperglicemia [11]. Calcula-se individualmente, com base no conteúdo de hidratos de carbono e da glicemia atual. As bombas permitem diferentes tipos de bolus, incluindo com uma componente de libertação prolongada, para adaptação à composição da refeição.

As bombas convencionais necessitam de introdução manual de todos os parâmetros para o cálculo do bolus e não podem modificar independentemente as taxas basais. As decisões terapêuticas permanecem responsabilidade do utilizador ou do pai. Estas funcionam como instrumentos de administração, não de decisão.

Os sistemas de ciclo fechado híbrido representam a exceção [12]. Estes ajustam automaticamente as taxas basais com base nos valores glicémicos recebidos do sensor, mas ainda necessitam de introdução manual dos bolus para refeições. Estas bombas podem fazer pequenos bolus de correção [12]. Nenhum sistema atual comercial oferece automatização completa da administração de insulina, daí o termo "híbrido" em vez de "completo".

A comunicação entre a bomba e o sensor de monitorização contínua da glicemia realiza-se através de protocolos sem fios, mais frequentemente Bluetooth Low Energy [13]. O sensor transmite os valores glicémicos em intervalos de 1-5 minutos para a bomba ou para um dispositivo intermédio como o telefone (em sistemas de ciclo fechado artesanais).

Os sistemas integrados exibem os valores glicémicos e tendências diretamente no ecrã da bomba [6]. No caso dos sistemas de ciclo fechado, o algoritmo utiliza estes dados para ajustar automaticamente as taxas basais e por vezes para efetuar automaticamente pequenos bolus de correção. A integração necessita de compatibilidade específica entre os componentes do sistema e não é universal entre as diferentes marcas de dispositivos [6].

A maioria das bombas utiliza um motor passo a passo que aciona uma engrenagem para deslocar o êmbolo do reservatório de insulina [2]. Cada passo do motor corresponde a uma quantidade precisa de insulina, permitindo incrementos de 0,025 até 0,05 unidades. O mecanismo assegura a precisão da dosagem.

As bombas patch usam alternativas como sistemas com memória de forma ou bombas piezoelétricas. Os conjuntos de infusão são realizados em teflon macio [7]. As cânulas são de teflon ou aço inoxidável, com comprimentos entre 6 e 17 mm [14]. A inserção realiza-se num ângulo de 90 ou 30-45 graus, em função do tipo de conjunto.

A bomba de insulina sozinha não constitui um pâncreas artificial. O termo pâncreas artificial refere-se a sistemas de ciclo fechado que integram a bomba, o sensor CGM e um algoritmo de controlo que ajusta automaticamente a administração de insulina [15]. A bomba representa apenas o componente de administração deste sistema.

Os sistemas atuais são denominados híbridos porque automatizam parcialmente a administração de insulina [12]. Os bolus para refeições ainda necessitam de intervenção humana. Um pâncreas artificial verdadeiro, completamente automático e bihormonal, que administra também glucagon, permanece ainda em fase de investigação [16].