3D-печатный имплантат, сконструированный сотрудниками Массачусетского технологического института (MIT), состоит из резервуара с глюкагоном и модуля беспроводной связи, позволяющего активировать устройство вручную или автоматически с помощью датчиков уровня глюкозы.
Большинству пациентов с сахарным диабетом первого типа приходится полагаться на ежедневные инъекции инсулина, помогающего регулировать уровни глюкозы в крови. Критически низкие уровни сахара приводят к гипогликемии, характеризуемой дезориентацией, треморами, расстройствами дыхания и другими опасными симптомами. Обычно страдающие диабетом люди держат при себе заряженный шприц с глюкагоном — гормоном, стимулирующим выделение сахара из печени. Проблема в том, что самостоятельно сделать укол может быть сложной задачей, особенно во время уже протекающих гипогликемических приступов. Еще сложнее, если пациент — ребенок без сопровождения.
«Некоторые пациенты чувствуют, когда у них падает уровень сахара, и сразу же принимают пищу или глюкагон, но бывает и так, что пациенты не осознают наступление гипогликемии, и тогда они могут быть быстро дезориентированы или даже впасть в кому. Это особенно проблематично во время сна, когда приходится полагаться на датчики глюкозы, активирующие будильник, когда уровни сахара падают до опасных уровней», — поясняет профессор кафедры химической инженерии Массачусетского технологического института Дэниел Андерсон.
Научная команда решила разработать специальное устройство, имплантируемое под кожу и готовое выпустить глюкагон в любой момент по команде.
«Это небольшое устройство для экстренной помощи, которое можно разместить под кожей и активировать, если уровень сахара в крови упадет слишком низко. Наша цель состояла в том, чтобы создать устройство, которое всегда готово защитить пациентов от низкого уровня сахара. Мы считаем, что это также может помочь уменьшить страх гипогликемии, от которого страдают многие маленькие пациенты и их родители», — рассказал Дэниел Андерсон.
3D-печатный имплантат рядом с таблеткой для сравнения размеров
Такие имплантаты могут найти и другие применения, например экстренную доставку адреналина при сердечных приступах или лекарств для борьбы с серьезным аллергическими реакциями, вызывающими анафилактический шок.
Имплантат размером с пятирублевую монету содержит небольшой 3D-печатный полимерный резервуар для лекарства, запечатанный сплавом с эффектом памяти формы. При нагревании до 40°С резервуар открывается. Так как растворы глюкагона быстро портятся, исследователи предпочли использовать гормон в порошковой форме со значительно более продолжительным сроком годности. Устройство оснащено радиоприемником: когда поступает сигнал, активируется небольшой нагреватель, сплав меняет форму и открывает резервуар. Имплантат можно активировать вручную, либо связать с датчиками, определяющими уровни сахара под кожей или в поту.
Разработчики уже провели испытания на животных, использую как глюкагон, так и адреналин. В обоих случаях наблюдалось восстановление функций в течение десяти минут после срабатывания имплантатов. Лабораторные образцы проверялись спустя определенные периоды времени — до четырех недель после вживления. Одна из текущих задач — повысить срок годности как минимум до одного года. Команда планирует приступить к клиническим испытанием в течение трех лет, по завершении доработки и испытаний на животных.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.