Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Поджелудочная железа из гидрогеля

«Умный гель» заменит электронику и сам введет нужную дозу инсулина при диабете

Анна Казнадзей, N+1

Японские ученые создали систему автоматической доставки инсулина в кровь без электронного управления. Она сделана на основе синтетического полимера с остатками бороновой кислоты, меняющего проницаемость в зависимости от уровня глюкозы в среде. Больным диабетом пациентам с такой системой не придется самостоятельно регулировать дозы инсулина, поскольку система будет вносить их в кровь автоматически. Статья с описанием опубликована в Science Advances (Matsumoto et al., Synthetic “smart gel” provides glucose-responsive insulin delivery in diabetic mice).

Сахарный диабет – очень распространенное заболевание, при котором нарушено усвоение глюкозы из-за абсолютной или частичной недостаточности гормона инсулина. Инсулин вырабатывается поджелудочной железой и необходим для поддержания определенного уровня глюкозы в крови. При его недостатке уровень глюкозы неконтролируемо растет, что при тяжелой форме диабета может приводить к гипергликемической коме и смерти. На 2016 год в мире было зарегистрировано 422 миллиона человек с диабетом разной степени тяжести. В среднем 8,5 процентов взрослых людей болеют сахарным диабетом.

Существуют системы автоматической доставки инсулина. На данный момент самая распространенная система такого рода – электронная «открытая» система, определяющая уровень глюкозы, с помощью которой человек сам контролирует поставку инсулина в кровь. Однако такой метод, с одной стороны, зачастую связан с неточностями расчетов дозы, а с другой стороны, для некоторых пациентов оказывается слишком сложным (например, для пожилых людей или, наоборот, для маленьких детей).

Технология, которую разработали Акира Матсумото (Akira Matsumoto) и его коллеги, основана на работе «умного геля». Этот гель чувствителен к уровню глюкозы в крови и самостоятельно поставляет необходимую дозу инсулина в кровь через катетер. Это происходит следующим образом: когда глюкозы в крови много, гель становится более проницаемым, и сквозь него в кровь поступает больше инсулина. Когда уровень глюкозы падает, гель, напротив, становится непроницаемым, как кожа, и поставка инсулина в кровь прекращается.

Использование гидрогелей для определения уровня глюкозы – идея не новая, но технологии, которые были опробованы ранее (например, гели на основе глюкозооксидазы и лектинов) оказывались слишком неустойчивыми и, зачастую, цитотоксичными (вызывали патологические изменения в клетках). В данном случае ученые создали синтетическую небелковую полимерную структуру. В основе ее действия лежит чувствительность к глюкозе бороновой кислоты (HB(OH)2). Связываясь с глюкозой, остаток этой кислоты меняет проницаемость всего полимера, и оболочка, которая «сдерживает» поток инсулина в кровь в катетере становится более проницаемой.

smart_gel1.png
Принцип действия геля с остатками бороновой кислоты

Система была протестирована вначале in vitro, на фибробластах, а затем in vivo, на мышах с диабетом разного типа и контрольной группе мышей. Работу ее наблюдали в течение трех недель и добились положительных результатов: после приема пищи у мышей с диабетом, у которых нужное количество инсулина не вырабатывается в организме, уровень глюкозы сначала повышался, гель становился более проницаемой, после чего нужное количество инсулина поступало в кровь. Уровень глюкозы снижался в крови до нормальных значений уже через 15 минут.

smart_gel2.png
Схема работы катетера с инсулином

Ученые отмечают, что по сравнению с электронными механизмами такое устройство гораздо дешевле, проще в эксплуатации и обладает большим запасом прочности.

А о лечении диабета с помощью воздействия сигнальных молекул на мозговые клетки можно прочитать здесь.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

бионика диабет Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Поджелудочная железа из Гарварда

Очередные клинические испытания искусственной «поджелудочной железы» прошли успешно.

читать

Новые испытания бионической поджелудочной железы

Конструкция из смартфона, системы мониторинга глюкозы и двух помп применялась у пациентов на протяжении 11 дней (ранее исследования продолжались 24 часа и 5 дней).

читать

Самодельная поджелудочная железа

Более 50 человек, не дожидаясь появления подобных устройств на рынке, собрали и запрограммировали искусственные поджелудочные железы для себя или для своих детей.

читать

Поджелудочная железа для повседневного ношения

Ученые из Кембриджского университета разработали искусственную поджелудочную железу, которая может функционировать 12 недель подряд, обеспечивая пациентам с диабетом первого типа нормальное качество жизни.

читать

Бионическая поджелудочная железа прошла полевые испытания

Последняя версия бионической поджелудочной железы успешно прошла два пятидневных клинических исследования, в одном из которых приняли участие взрослые пациенты, а в другом – подростки с сахарным диабетом 1 типа.

читать