Біомедичні інженери з Імперського коледжу в Лондоні під керівництвом Пантеліс Георгіу вирішили розробити «розумний» інсуліновий насос для хворих на цукровий діабет.

«Ми запитали себе: як зробити так, щоб підшлункова залоза продовжувала контролювати рівень глюкози в крові?» – Розповів Георгіу.

Як відомо, підшлункова залоза спирається насамперед на дві популяції клітин: бета-клітини, що виробляють інсулін в тому випадку, якщо рівень глюкози в крові високий, і альфа-клітини, які звільняють гормон глюкагон при низькому рівні глюкози.

«Ми змоделювали їх у вигляді мікрочіпа», – сказав учений. Прилад імітує унікальні електричні характеристики альфа-і бета-клітин. Подібний біоміметичні підхід в корені суперечить домінуючому сьогодні методом – доставці одного тільки інсуліну за допомогою відносно простої системи, повідомляє compulenta.ru.

У невеликому клінічному випробуванні нового приладу, яке стартує на початку нового року, візьмуть участь десять пацієнтів.

Як відомо, у людей з цукровим діабетом першого типу імунна система атакує і вбиває інсулін-секретирующие бета-клітини, що призводить до збільшення в крові глюкози. З часом глюкагон-виділяють альфа-клітини теж відмовляються працювати. Таким чином, у хворих час від часу різко знижується вміст цукру в крові, що повинні були запобігати альфа-клітини. Цей момент серйозно впливає на якість життя пацієнтів і в довгостроковій перспективі призводить до пошкодження серця, нирок та очей. Для мінімізації подібних ускладнень пристрій Імперського коледжу моделює електрофізіологію обох типів клітин.

Мабуть, це перша спроба з великою точністю зімітувати роботу підшлункової залози.

Пристрій складається з електрохімічного підшкірного датчика глюкози, мікрочіпа і двох насосів, по одному на кожен гормон. Кожні п'ять хвилин датчик визначає рівень глюкози. Якщо він високий, кремнієві бета-клітини генерують сигнал, який приводить в дію двигун, що штовхає шприц з інсуліном до тих пір, поки датчик не буде задоволений, і бета-клітини не замовкнуть. Точно так само відбувається ін'єкція глюкагону.

Треба було врахувати, що дві клітинні популяції ведуть себе зовсім по-різному. Альфа-клітина реагує на різкі перепади напруги. Коли концентрація глюкози падає нижче певного порогу, електричний потенціал на мембрані клітини швидко піднімається і падає, випускаючи дискретне кількість глюкагону. Печінка виявляє глюкагон і у відповідь відмикає свій склад глюкози. Чим сильніше падає рівень глюкози, тим швидше перепади і тим більше виділяється глюкагону.

Бета-клітини, навпаки, стременося реагувати на сплески напруги, що перемежовуються періодами низьковольтного «мовчання».

За матеріалами: compulenta.ru.

Tweet

РОЗРОБКА ВЕБ-САЙТІВ, ПРОСУВАННЯ В ІНТЕРНЕТІ