27.09.2023

Контролировать диабет без инъекций поможет имплантируемое устройство

Контролировать диабет без инъекций поможет имплантируемое устройство

Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) создали имплантируемое устройство, которое содержит клетки, производящие инсулин, и крошечную фабрику по производству кислорода, поддерживающую здоровье клеток. Разработка описана в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences

Один из методов лечения диабета 1 типа — имплантация островковых клеток поджелудочной железы, которые могут вырабатывать инсулин при необходимости. Метод потенциально способен избавить пациентов от частых инъекций, однако после имплантации у клеток в конечном итоге заканчивается кислород, и они перестают вырабатывать инсулин.

Авторы новой разработки применили другой подход: они создали устройство, которое может бесконечно генерировать кислород, расщепляя воду. Внутрь имплантата помещена протонообменная мембрана, которая может расщеплять водяной пар, в изобилии присутствующий в организме, на водород и кислород (он поступает в «камеру хранения», питающую островковые клетки через проницаемую мембрану).

Устройство работает без проводов или батареек. Для расщепления водяного пара требуется напряжение всего около двух вольт, которое генерируется с помощью резонансной индуктивной связи. Настроенная магнитная катушка, расположенная на теле, передает энергию на небольшую гибкую антенну внутри устройства, обеспечивая беспроводную передачу энергии. Для этого требуется внешняя катушка, которую, по задумке авторов, можно будет носить как пластырь.

Ученые протестировали разработку на мышах с диабетом: одной группе встроили устройство с мембраной, генерирующей кислород, группе — устройство, содержащее островковые клетки без дополнительного кислорода. Оказалось, что животные из первой группы смогли поддерживать нормальный уровень глюкозы в крови в течение как минимум месяца. А у грызунов, получивших неоксигенированное устройство, примерно через две недели развилась гипергликемия.

Обычно при имплантации какого-либо медицинского устройства иммунная система начинает его атаковать, из-за чего накапливается рубцовая ткань, фиброз, и это может снизить эффективность устройства. В данном случае фиброз также образовался вокруг имплантатов, но это не остановило работу устройства, которое продолжало выделять инсулин. Теперь ученые надеются создать более крупную версию устройства, которую можно будет протестировать на людях с диабетом 1 типа. А его аналоги можно будет адаптировать для лечения других патологий, требующих повторной доставки терапевтических белков.



СМОТРИТЕ ТАКЖЕ