Insulinowy plaster zamiast zastrzyków
Amerykańscy naukowcy stworzyli inteligentny plaster, który samodzielnie wykrywa podwyższony poziom cukru we krwi użytkownika i w razie potrzeby uwalnia do jego krwiobiegu odpowiednią ilość insuliny – czytamy w czasopiśmie „PNAS".
Badacze z Uniwersytetu Północnej Karoliny (USA) opracowali nowe urządzenie, które może wybawić pacjentów z cukrzycą od konieczności robienia sobie kilka razy dziennie bolesnych zastrzyków z insuliną.
Obiecujący wynalazek ma postać niewielkiego, silikonowego paska pokrytego ponad setką malutkich hialuronowych igiełek (nie większych od rzęsy), wyposażonych w zbiorniczki z insuliną oraz enzymy kontrolujące poziom cukru we krwi użytkownika.
Jeśli wspomniane enzymy wykryją zagrożenie hiperglikemią, uwalniają do krwiobiegu odpowiednią dawkę insuliny, która poprzez naczynia włosowate rozprzestrzenia się po całym organizmie, przywracając prawidłowy poziom cukru we krwi.
Podczas tworzenia plastra insulinowego naukowcy inspirowali się naturalnie występującymi w trzustce komórkami beta, które nie tylko wytwarzają i przechowują insulinę w specjalnych pęcherzykach, ale także odczytują sygnały alarmowe świadczące o podwyższonym poziomie cukru i decydują o uwolnieniu insuliny do krwiobiegu.
Badacze skonstruowali sztuczne pęcherzyki ze zdolnością do przechowywania insuliny i enzymów kontrolujących poziom cukru we krwi. Do tego celu wykorzystali kwas hialuronowy i 2-nitroimidazol. Z substancji tych stworzyli cząsteczki posiadające jeden koniec o właściwościach hydrofilowych (wodolubnych) i drugi o właściwościach hydrofobowych (odpychających cząsteczki wody), co sprawiło, że molekuły samoistnie przyjmowały formę pęcherzyków, które następnie można było wypełnić insuliną i enzymami, i umieścić na powierzchni igieł.
Eksperymenty laboratoryjne pokazały, że w momencie wzrostu poziomu cukru, nadmiar glukozy dostawał się do wnętrza pęcherzyków, gdzie przy dużych nakładach tlenu był przekształcany w kwas glukonowy. Prowadziło to do powstania zjawiska zwanego hipoksją (niedobór tlenu) i związanej z tym zamiany elementów hydrofobowych w hydrofilowe. Owe reakcje wywoływały rozpad pęcherzyków i uwolnienie zgromadzonej w nich insuliny.
Naukowcy przetestowali działanie urządzenia na myszach z cukrzycą typu 1.
Najpierw u części z nich zastosowali tradycyjne zastrzyki z insuliną i stwierdzili, że pozwalają one na natychmiastowe, ale jedynie chwilowe obniżenie poziomu cukru we krwi.
Następnie przyczepili pozostałym zwierzętom plaster insulinowy i zaobserwowali, że w ciągu 30 minut doszło u nich do uregulowania stężenia cukru we krwi i utrzymania go na właściwym poziomie przez kolejne kilka godzin (do 9).
Ze względu na fakt, że ludzie są bardziej wrażliwi na insulinę niż myszy, badacze przypuszczają, że plaster insulinowy może działać w ich przypadku jeszcze dłużej. O tym dowiemy się jednak dopiero po przeprowadzeniu prób klinicznych.
– Zaprojektowaliśmy plaster dla diabetyków, który działa szybko, jest łatwy w użyciu i zrobiony z nietoksycznych, biokompatybilnych materiałów. System może być w dodatku spersonalizowany i uwzględniać masę ciała pacjenta i jego wrażliwość na insulinę – mówi jeden z badaczy prof. Zhen Gu. (PAP)
ooo/ krf/
Data publikacji: 30.06.2015 r.
