Implantat spašava dijabetičare od niske razine šećera u krvi

Za osobe s dijabetesom tipa 1, hipoglikemija, niska razina šećera u krvi, predstavlja stalnu prijetnju. Kad razina glukoze postane izuzetno niska, dolazi do po život opasne situacije, čije je standardno liječenje injekcija glukagona, hormona gušterače koji sudjeluje u metabolizmu ugljikohidrata.

Kao hitno rješenje za slučajeve kada pacijent ne primijeti da mu šećer pada na opasnu razinu, inženjeri s MIT-a osmislili su ugradivi rezervoar koji može ostati ispod kože i osloboditi glukagon kada razina šećera postane preniska.

Ovaj pristup mogao bi pomoći i u slučajevima kada do hipoglikemije dođe tijekom sna, ili kod djece s dijabetesom koja nisu u mogućnosti sama sebi dati injekciju.

„Ovo je mali uređaj za hitne situacije koji se postavlja pod kožu i spreman je reagirati ako pacijentu šećer previše padne“, kaže Daniel Anderson, profesor kemijskog inženjerstva na MIT-u i glavni autor studije. „Naš cilj bio je stvoriti uređaj koji je uvijek spreman zaštititi pacijenta od niske razine šećera. Vjerujemo da ovo može pomoći i u ublažavanju straha od hipoglikemije koji mnogi pacijenti i njihovi roditelji osjećaju.“

Istraživači su pokazali da se uređaj može koristiti i za isporuku hitnih doza epinefrina, lijeka koji se koristi kod srčanih udara i teških alergijskih reakcija poput anafilaktičkog šoka.

Uređaj veličine novčića sadrži mali rezervoar za lijek od polimera izrađen 3D ispisom. Rezervoar je zatvoren posebnim materijalom poznatim kao legura s oblikovnim pamćenjem, koja mijenja oblik kad se zagrije. U ovom slučaju koristi se legura nikla i titana koja se savija iz ravnog oblika u oblik slova U na 40 °C.

Budući da se glukagon u tekućem obliku brzo razgrađuje, MIT-ov tim razvio je praškasti oblik koji je stabilniji i može dulje ostati u tijelu.

Svaki uređaj može sadržavati jednu do četiri doze glukagona, a uključuje i antenu prilagođenu određenoj radiofrekvenciji. To omogućuje bežično aktiviranje grijanjem legure, čime se oslobađa sadržaj rezervoara.

Zahvaljujući bežičnoj povezanosti, uređaj bi se mogao povezati i s glukometrima koji automatski aktiviraju isporuku lijeka kad razina šećera padne ispod zadane granice.

„Jedna od ključnih prednosti ovakvog digitalnog sustava za isporuku lijekova je što može komunicirati sa senzorima“, kaže Krishnan. „U ovom slučaju, tehnologija kontinuiranog praćenja glukoze koju mnogi pacijenti već koriste, lako se može integrirati s ovim uređajem.“

Nakon ugradnje uređaja u miševe s dijabetesom, istraživači su potaknuli oslobađanje glukagona dok je razina šećera u krvi padala. U roku od manje od 10 minuta, razina šećera se stabilizirala, zadržavajući se u normalnim granicama i sprječavajući hipoglikemiju.

Uređaj je testiran i s praškastim oblikom epinefrina. Nakon 10 minuta od isporuke, razina epinefrina u krvi porasla je, a broj otkucaja srca se povećao.

U studiji su uređaji ostali implantirani do četiri tjedna, a sada istraživači planiraju ispitati mogu li produljiti vijek trajanja na barem godinu dana.

Istraživači sada planiraju dodatna ispitivanja na životinjama i nadaju se da će započeti klinička ispitivanja unutar tri godine.