1. クローズドループとは何か（3行でつかむ）

クローズドループ（閉ループ）とは、「測る→決める→投与する→また測る、という輪を、人が毎回介在せずに回す」仕組みです（本記事による解説）。 糖尿病の領域では自動インスリン投与（AID：automated insulin delivery）と呼ばれ、人工膵臓と呼ばれることもあります。

• どんな部品でできているか：FDAの規則は、グルコースを測るiCGM（21 CFR 862.1355）、投与量を計算して指令を出すiAGC（相互運用可能な自動血糖コントローラー、21 CFR 862.1356）、指令を受けて注入するACEポンプ（代替コントローラー対応インスリン注入ポンプ、21 CFR 880.5730）に分けています事実
• 輪は完全に閉じているか：現在の製品の多くは、食事のときの投与などに利用者の操作を残す「ハイブリッド」型です。Control-IQ のFDA文書は、食事時のボーラスは利用者が手動で行うと記しています事実
• 材料の出番はどこか：注入の経路（リザーバー・チューブ・カニューレ）、皮膚に貼る接着、数日〜2週間持つセンサー、そして薬剤であるインスリンの安定性です。これらはどれも、アルゴリズムが正しくても輪を止めてしまいます（本記事による解説）

2. 3つの部品と、つなぎ方 ― センサー・アルゴリズム・ポンプ

規則文は、部品の間の約束事を細かく定めています事実。

• iAGC（862.1356）：グルコースなどの入力から薬剤の用量を自動で計算し、接続されたポンプに投与を指令する機器です。原則として、グルコース入力は862.1355のiCGMから、投与の指令は880.5730のACEポンプに限ります。通信が途切れたり再開したりしたときも、安全な治療が保たれる設計を示す文書が求められます［参考資料2］。
• ACEポンプ（880.5730）：基礎注入と追加注入（ボーラス）を行い、外部の自動投与システムと安全に通信して指令を受け・実行し・確認します［参考資料3］。
• iCGM（862.1355）：他の機器とつながることを前提にしたクラスIIのCGMで、成人の臨床試験で範囲別の一致率の基準を満たすことなどが特別管理に定められています［参考資料1］。詳しくは、本シリーズ「持続グルコースモニタリング」編を参照してください。

3. 制御アルゴリズムは何をしているのか（FDA文書の記述）

アルゴリズムの中身は企業の機密ですが、FDAの審査文書には、動作の概要が記載されています。ここでは動作の説明だけを紹介し、設定値や使い方には触れません。

すべて事実（FDA文書［参考資料5・6・8・9］）。対象年齢や併用できる機器は、製品・版ごとに異なり、表示で定められています。

どのシステムも、センサーの値の正確さと遅れに依存します。制御の側から見ると、センサーの誤差やラグは、そのまま「投与の判断」に入ってきます。 iCGMの特別管理が、範囲別の一致率だけでなく、血糖の変化方向の取り違えやデータの欠落まで求めているのは、このためです［参考資料1］（本記事による解説）。 Doyle らの総説は、人工膵臓の開発における設計目標・変数・課題を整理しています［参考資料19］。

4. FDAの区分 ― 一体型のPMAから、部品ごとの区分へ

自動インスリン投与のFDA上の扱いは、最初はシステム全体を1つのPMA（承認）で認める形でした。その後、部品ごとに区分を設けて組み合わせる形に移っています。 FDAの「承認（approval）」「認可（grant）」「適合（clearance）」は、別の手続きです。

すべて事実（21 CFR 862.1356・880.5730［参考資料2・3］とFDA製品分類データベース［参考資料17］）。小児についてiAGCは、臨床性能のデータなどで安全に使えることが示されない限り、ラベルで禁忌とするよう求められています。

最初のDe Novo（DEN180058、Tandem t:slim X2）は、ポンプを「外部の自動投与ソフトからの指令を受けられる部品」として独立に認めました。審査文書によれば、このポンプは「承認済みの別のポンプとハードウェアと多くのソフトウェアが同一」で、一部のソフトウェアを変えた機器でした事実［参考資料4］。 つづくDEN190034（Control-IQ）は、ソフトウェアのみのiAGCを認め、評価時に互換性のあるiCGMとして Dexcom G6 を挙げています事実［参考資料5］。 この「組み合わせて使う前提の区分」が、その後の各社の510(k)につながっています（本記事による解説）。

5. 素材技術者の視点①：流路の材料・滅菌・インスリンの安定性

出典・数値・構成を示す元の模式図（SVG）を確認する

6. 本稿の計算：注入の「1回分」の小ささと、閉塞が見つかるまでの量

7. カニューレと注入セットの故障 ― 公表されている数値

輪の最後の出口は、皮下に入った細いカニューレです。ここが詰まる・ずれる・曲がると、ポンプもアルゴリズムも正常なまま、インスリンが届きません。

• 審査文書の例：Control-IQ の6か月の無作為化比較試験（168人）で、糖尿病ケトアシドーシスは1件で、その原因は注入セットの故障と記されています。ケトン体がらみで報告基準を満たす高血糖・ケトーシスの事象は、閉ループ群（112人）13件、対照（センサー付きポンプ、56人）群2件でした事実［参考資料5］。
• 故障の種類：専門家パネルの報告は、注入セットの故障要因として、カニューレのねじれ・脱落・漏れ、リザーバーの漏れ、リザーバーとカニューレの接続のゆるみ、カニューレ内でのインスリンの析出、アラームを伴うことも伴わないこともある閉塞を挙げています事実［参考資料12］。
• 情報の少なさ：Heinemann らの総説は、注入セットに関する公表された知見は比較的少なく、現在の注入セットと製剤についてその問題の種類と頻度を示す前向きの臨床研究はない、と述べています事実［参考資料13］。

頻度を定量した研究として、Kanapka らの報告があります。2件の臨床試験で、6〜72歳の263人が使った22,741本の注入セットを解析しました事実［参考資料10］。

• 72時間より前に、長い高血糖に関連して外された注入セットは、748本（3.3%）。より緩い定義（外す時点で300 mg/dL超）では1,688本（7.4%）でした事実［参考資料10］。
• 年齢別では、18歳以上が1.9%、14〜17歳が5.8%、6〜13歳が4.4%。セットの種類別では、90°のテフロン製が4.0%、鋼製が1.9%、角度付きのテフロン製が1.3%でした事実［参考資料10］。
• 著者らは、こうした交換は平均で年に4回ほど起きる計算だと述べています事実［参考資料10］。3日ごとに交換すると年に約122本使う計算で（365÷3）、0.033をかけると約4回です本稿の計算。

この数字は「センサーが長い高血糖を示した後に外された」という運用上の定義で、故障の原因（ねじれ・閉塞・脱落など）を直接分けたものではありません。 素材の目で見ると、カニューレの材質・形状・挿入角度が、故障の頻度に関わりうることを示唆する結果ですが、原因の特定には機器ごとの研究が要ります（本記事による解説）。

8. 素材技術者の視点②：3つの消耗品の交換周期と、接着の負担

すべて事実（FDA文書［参考資料4〜7・18・20〜22］）。製品・版ごとに更新されます。

9. 通信が途切れたとき ― 設計に求められること

輪は、3つの機器が無線でつながって初めて回ります。つながりが切れたときに何が起きるかが、規則文に定められています事実［参考資料2・3］。

• ACEポンプ：デジタルに接続された代替コントローラーとの通信が途切れた・失われた・再開したときも、安全な治療が保たれる対策（例：既定の安全な注入速度へ戻る）を備え、その間に起きた事象（指令・故障・閉塞など）が適切に扱われ、記録されることを、検証試験で示す必要があります。
• iAGC：通信の中断・喪失・再開の際に安全な治療が維持されることを示す文書が必要で、指令と確認、故障、アラームとその確認、接続の事象などの重大事象を、一定期間記録・参照できるようにします。
• どちらも：相手の機器との安全な認証（ペアリング）、状態情報（電池・リザーバーの残量・センサーの使用期間・エラーなど）の共有、仕様外のデータを受け取ったときも安全に動作し続けることが、インターフェースの要件に含まれます。

材料の観点では、ハードウェアの信頼性（電池、アンテナ、筐体の防水、センサーとの接続）も、通信の途切れやすさに直結します（本記事による解説）。ACEポンプの特別管理は、使用期間を通じたポンプ機能の信頼性や、電気的安全性・電磁両立性・無線の安全と可用性の試験も求めています事実［参考資料3］。

10. 課題と、本稿で確認できなかったこと

(1) 各社の注入セット・カニューレ・接着剤の具体的な材料

本稿が確認したFDA文書で、流体経路の材料が一覧で書かれていたのは Omnipod 5 の510(k)だけでした。 t:slim X2、MiniMed、iLet、その他の製品の、カニューレや接着剤の具体的な材料は確認できていません。また Omnipod 5 の文書も、どの部品にどの材料が使われているかは示していません。

(2) アルゴリズムの内部と、システム間の比較

アルゴリズムの内部（モデル、パラメータ、目標値の扱い）は公開された文書では確認できないため、動作の概要だけを紹介しました。 システム間の臨床成績の比較は、対象・条件が異なるため、本稿では扱っていません。

(3) インスリン製剤の添加物と材料の相互作用

防腐剤（m-クレゾール、フェノール）や亜鉛などの添加物と、流路の材料との相互作用は、本稿が確認した文書では詳しく示されていませんでした。ブタの研究［参考資料11］が示すのは、一つの実験条件での結果です。

(4) 他の地域の規制、個人が作る自動投与システム

欧州（MDR）や日本（PMDA）での区分、およびオープンソースなどで個人が構築する自動投与システムは、本稿では確認も議論もしていません。

11. 用語集

12. 参考資料（一次情報）

1. 米国FDA（電子連邦規則集）「21 CFR 862.1355 Integrated continuous glucose monitoring system」 — www.ecfr.gov
2. 米国FDA（電子連邦規則集）「21 CFR 862.1356 Interoperable automated glycemic controller」 — www.ecfr.gov
3. 米国FDA（電子連邦規則集）「21 CFR 880.5730 Alternate controller enabled infusion pump」 — www.ecfr.gov
4. 米国FDA「DEN180058 Evaluation of Automatic Class III Designation for t:slim X2 insulin pump with interoperable technology: Decision Summary」 — www.accessdata.fda.gov
5. 米国FDA「DEN190034 Evaluation of Automatic Class III Designation for Control-IQ Technology: Decision Memorandum」 — www.accessdata.fda.gov
6. 米国FDA「PMA P160017 FDA Summary of Safety and Effectiveness Data（MiniMed 670G System）」承認 2016年9月28日 — www.accessdata.fda.gov
7. 米国FDA「K203768 510(k) 概要・適合通知（Omnipod 5 ACE Pump）」2022年1月27日 — www.accessdata.fda.gov
8. 米国FDA「K203774 510(k) 概要・適合通知（SmartAdjust technology）」2022年1月27日 — www.accessdata.fda.gov
9. 米国FDA「K220916 510(k) 概要・適合通知（iLet Dosing Decision Software）」2023年5月19日 — www.accessdata.fda.gov
10. Kanapka L ほか「Insulin Pump Infusion Set Failures Associated with Prolonged Hyperglycemia: Frequency and Relationship to Age and Type of Infusion Set During 22,741 Infusion Set Wears」Diabetes Technol Ther 24:396 (2022) — doi.org
11. Swinney MR ほか「Insulin, Not the Preservative m-cresol, Instigates Loss of Infusion Site Patency Over Extended Durations of CSII in Diabetic Swine」J Pharm Sci 110:1418 (2021) — doi.org
12. Deiss D ほか「Insulin Infusion Set Use: European Perspectives and Recommendations」Diabetes Technol Ther 18:517 (2016)（PMC） — pmc.ncbi.nlm.nih.gov
13. Heinemann L, Krinelke L.「Insulin Infusion Set: The Achilles Heel of Continuous Subcutaneous Insulin Infusion」J Diabetes Sci Technol 6:954 (2012) — doi.org
14. 米国FDA「K223846 510(k) 概要・適合通知（iLet ACE Pump）」2023年5月19日 — www.accessdata.fda.gov
15. 米国FDA「K251032 510(k) 概要・適合通知（MiniMed 780G insulin pump）」2025年7月1日 — www.accessdata.fda.gov
16. 米国FDA「K251217 510(k) 概要・適合通知（SmartGuard technology; Predictive Low Glucose technology）」2025年8月29日 — www.accessdata.fda.gov
17. 米国FDA製品分類データベース 製品コード OZP「Automated Insulin Dosing Device System, Single Hormonal Control」（openFDA API 経由） — api.fda.gov
18. 米国FDA「K233537 510(k) 概要・適合通知（FreeStyle Libre 2 / Libre 3）」2024年4月23日 — www.accessdata.fda.gov
19. Doyle FJ 3rd ほか「Closed-loop artificial pancreas systems: engineering the algorithms」Diabetes Care 37:1191 (2014) — doi.org
20. 米国FDA「DEN170088 Dexcom G6 Decision Summary」2018年3月27日 — www.accessdata.fda.gov
21. 米国FDA「K234133 510(k) 概要・適合通知（Dexcom G7）」2024年2月26日 — www.accessdata.fda.gov
22. 米国FDA「K243214 510(k) 概要・適合通知（Dexcom G7 15 Day）」2025年4月9日 — www.accessdata.fda.gov

13. 主張と出典の対応表（監査）

最終更新：2026年10月3日／出典は一次情報（FDAの規則文・審査文書・510(k)概要・製品分類データベース、査読付き論文）に限定しています。市場規模やシェアの推計は使用していません。 構造の整理や材料設計上の読み取りを含むため、それらは「解説」として出典付きの事実と区別しています。 各社（Omnipod 5 以外）の注入セット・カニューレ・接着剤の具体的な材料、アルゴリズムの内部、システム間の臨床比較、インスリン製剤の添加物と材料の相互作用、他の地域の規制については、公開された一次情報で確認できなかったため記載していません。 図1・図2・図3は概念図、図4は本稿の計算を含む作図、ヒーロー画像と図5はAI生成イメージであり、いずれも実際の製品・断面・測定データを写したものではありません。 本記事は技術の解説であり、診断・治療・インスリンの用量・設定に関する助言、特定の製品の推奨ではありません。