Розумний інсуліновий пластир

Відео: Що таке інсулінова помпа (дозатор інсуліну)?

Хворі на цукровий діабет 1 типу змушені все життя робити собі ін`єкції інсуліну.

Ця процедура болюча і ненадійна: введення неправильної дози гормону може привести до серйозних наслідків, а в окремих випадках навіть до коми і смерті.

І це не кажучи про те, як щоденні ін`єкції впливають на якість життя хворої людини.

Щоб позбавити хворих від щоденних мук, дослідники з Університету Північної Кароліни в Чапел-Хілл (UNC) та Університету Північної Кароліни в Ролі розробили розумний інсуліновий пластир, який вивільняє інсулін в правильних дозах.

Він являє собою тонку прозору смужку, розмір якої не більше пенні. Усередині пластиру - резервуар з інсуліном, сотня мікроголок і сенсор з глюкозочувствітельнимі ензимами. Розумний інсуліновий пластир можна наклеїти на будь-яку частину тіла. Відразу після наклеювання ферментний сенсор починає визначати рівень глюкози, і пластир виділяє необхідну кількість інсуліну в кров пацієнта.

У журналі Proceedings of the National Academy of Sciences американські діабетології і інженери розповіли про принцип роботи і перших випробуваннях свого пластиру. В експериментах на мишах з інсулінозалежним цукровим діабетом розумний інсуліновий пластир продемонстрував прекрасні результати, давши можливість ефективно контролювати рівень глюкози протягом декількох годин. І це тільки прототип.

Хоча результати експериментів на тваринах виявилися просто чудовими, поки ще занадто рано говорити про впровадження інсулінового пластиру в клінічну практику. Перед цим необхідно провести більше лабораторних тестів, а потім ще й організувати клінічні випробування на людях.

Пластир імітує природу

Вчені говорять, що їх розумний пластир імітує природні механізми секреції інсуліну бета-клітинами підшлункової залози. У нашому організмі цей гормон продукується, запасається, а потім виділяється в необхідній кількості у відповідь на підвищення рівня глюкози в крові.

Розумний пластир містить штучні везикули з природних матеріалів (гіалуронової кислоти і 2-нітроімідазолу), в яких інсулін зберігається, виділяючись у міру необхідності. Ці два компоненти формують гидрофильную частина (гіалуронова кислота) і гідрофобну частину (2-нітроімідазол). Їх молекули групуються особливим чином, утворюючи «крапельки» з гідрофобним шаром всередині і гідрофільних - зовні.

Таких крапельок-мішечків, кожна з яких має діаметр в 100 разів менше товщини людської волосини, в пластирі може поміститися кілька мільйонів. Дослідники виявили, що в ці везикули можна ввести ядро з твердого інсуліну і спеціальних глюкозочувствітельних ензимів. Вийшов ідеальний розумний резервуар, який сам контролює вивільнення вмісту.

Коли навколо резервуара підвищується концентрація глюкози, зайві молекули за допомогою ензимів і кисню трансформуються в глюконовую кислоту і проникає всередину везикул. Це призводить до «гіпоксії», гідрофобний шар везикул руйнується, вони лопаються і вивільняють вміст - інсулін.

Переворот в лікуванні цукрового діабету

Як ми вже говорили, лабораторні експерименти на мишах з цукровим діабетом 1 типу увінчалися повним успіхом. Розумні пластирі підтримували адекватний рівень глюкози у хворих гризунів протягом декількох годин, але вчені відзначають, що миші менш чутливі до інсуліну, ніж люди, тому у людей пластир може пропрацювати набагато довше, навіть кілька днів.

Якщо це підтвердиться в ході клінічних випробувань, то розумний інсуліновий пластир без перебільшення переверне лікування цукрового діабету 1 типу. На думку одного з авторів розробки доктора Джона Бьюзена (John Buse), екс-президента Американської діабетичної асоціації, розумний пластир зробить вчорашнім днем регулярні уколи, перевірку цукру по кілька разів день, і навіть сувору дієту.

Професор біомедичного інжинірингу Zhen Gu сказав: «Ми створили пристрій для контролю цукрового діабету, яке швидко працює, просте у використанні, проводиться з нетоксичних біосумісних матеріалів. В майбутньому ми зможемо створити пластирі ще більш досконалі, які змінять життя всіх хворих на інсулінозалежний цукровий діабет ».

На сьогоднішній день в світі налічується 387 мільйонів хворих на цукровий діабет 1 типу, а до 2035 року їх кількість збільшиться до 592 мільйонів.

Засоби для розробки розумного пластиру були надані NC TraCS Institute і Американської діабетичної асоціацією.