Inteligentny plaster insulinowy może zastąpić bolesne zastrzyki, co poprawi jakość życia chorych na cukrzycę. Bolesne zastrzyki insuliny staną się przeszłością dzięki badaczom z Uniwersytetu Karoliny Północnej i stanu Karolina Północna, którzy stworzyli „inteligentny plaster insulinowy”.
— urządzenie, które potrafi wykryć wzrost poziomu cukru we krwi, a następnie uwolnić niezbędne dawki insuliny.
Sam plaster wygląda jak cienki kwadrat pokryty igłami, których wielkość nie przekracza wielkości rzęsy. Te „mikroigły” zawierają mikroskopijne kapsułki do przechowywania insuliny i enzymów. Zawartość kapsułek uwalnia się do krwiobiegu, gdy poziom glukozy staje się zbyt wysoki.
Zamiast wymyślać kolejny całkowicie sztuczny system, Gu i jego współpracownicy postanowili odtworzyć naturalne generatory insuliny występujące w organizmie, zwane komórkami beta. Te wszechstronne komórki działają jak fabryki i magazyny, które produkują i przechowują insulinę w maleńkich pęcherzykach zwanych „pęcherzykami”. Pełnią także rolę ośrodków sygnałowych: monitorują poziom cukru we krwi i sygnalizują uwalnianie insuliny do krwioobiegu.
Aby spełniać te same funkcje, naukowcy stworzyli sztuczne bąbelki na bazie dwóch naturalnych materiałów: kwasu hialuronowego i 2-nitroimidazolu. W rezultacie powstała struktura przypominająca bańkę, której każdy element jest 100 razy mniejszy niż grubość ludzkiego włosa. W każdym z bąbelków naukowcy umieścili insulinę i enzymy specjalnie zaprojektowane do monitorowania poziomu glukozy.
Wyniki badania opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences pokazują, że plaster może ustabilizować poziom glukozy u myszy chorych na cukrzycę typu 1 w ciągu dziewięciu godzin. Zanim jednak zaoferuje się plaster pacjentom, konieczne jest przeprowadzenie jeszcze kilku badań klinicznych.
„Chcemy, aby inteligentna łatka była jeszcze inteligentniejsza. Cały system można spersonalizować, aby uwzględnić wagę diabetyka i wrażliwość na insulinę” – powiedziała współwłaścicielka dr Jen Gu, profesor we Wspólnym Państwowym Wydziale Inżynierii Biomedycznej UNC/NC.
Cukrzyca dotyka ponad 387 milionów ludzi na całym świecie i oczekuje się, że do 2035 roku liczba ta wzrośnie do 592 milionów. Pacjenci z cukrzycą typu 1 i cukrzycą typu 2 (z powikłaniami) starają się kontrolować poziom cukru za pomocą glukometrów i częstych zastrzyków insuliny, co jest zarówno trudne, jak i bolesne. Ponadto dr John Busse, współautor artykułu PNAS i dyrektor Centrum Opieki nad Cukrzycą UNC, ostrzega przed niebezpieczeństwami wynikającymi z błędnego obliczenia dawek insuliny.
Wstrzyknięcie błędnie obliczonej dawki insuliny może prowadzić do poważnych powikłań, takich jak ślepota, amputacja kończyny lub, co gorsza, śpiączka cukrzycowa.
Naukowcy próbowali wyeliminować potencjalny wpływ „czynnika ludzkiego”, tworząc „systemy o zamkniętej pętli”, które bezpośrednio łączą urządzenia monitorujące poziom cukru we krwi i przepisujące insulinę. Jednakże metody te obejmują czujniki mechaniczne i pompy z cewnikami i igłą, które należy umieścić pod skórą i wymieniać co kilka dni.
„Opracowaliśmy plaster, który działa szybko, jest łatwy w użyciu i jest wykonany z nietoksycznych, biokompatybilnych materiałów” – skomentowała Jen Gu, profesor we Wspólnym Państwowym Wydziale Inżynierii Biomedycznej UNC/NC.
