Ученые разработали электрохимическую поджелудочную железу

Биомедицинские инженеры из Имперского колледжа в Лондоне под руководством Пантелиса Георгиу решили разработать «умный» инсулиновый насос для больных сахарным диабетом.

Поджелудочная железа опирается прежде всего на две популяции клеток: бета-клетки, вырабатывающие инсулин в том случае, если уровень глюкозы в крови высок, и альфа-клетки, которые освобождают гормон глюкагон при низком уровне глюкозы.

«Мы смоделировали их в виде микрочипа», - сказал ученый.

Прибор имитирует уникальные электрические характеристики альфа- и бета-клеток. Подобный биомиметический подход в корне противоречит доминирующему сегодня методу - доставке одного только инсулина с помощью относительно простой системы.

В небольшом клиническом испытании нового прибора, которое стартует в начале нового года, примут участие десять пациентов.

У людей с сахарным диабетом первого типа иммунная система атакует и убивает инсулин-секретирующие бета-клетки, что приводит к увеличению в крови глюкозы. Со временем глюкагон-выделяющие альфа-клетки тоже отказываются работать.

Таким образом, у больных время от времени резко снижается содержание сахара в крови, что должны были предотвращать альфа-клетки.

Этот момент серьезно влияет на качество жизни пациентов и в долгосрочной перспективе приводит к повреждению сердца, почек и глаз. Для минимизации подобных осложнений устройство моделирует электрофизиологию обоих типов клеток.

Пожалуй, это первая попытка с большой точностью сымитировать работу поджелудочной железы.

Устройство состоит из электрохимического подкожного датчика глюкозы, микрочипа и двух насосов, по одному на каждый гормон. Каждые пять минут датчик определяет уровень глюкозы.

Если он высок, кремниевые бета-клетки генерируют сигнал, который приводит в действие двигатель, толкающий шприц с инсулином до тех пор, пока датчик не будет удовлетворен, и бета-клетки не умолкнут.

Точно так же происходит инъекция глюкагона.