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總編輯圈點|自帶“制氧工廠”,植入式裝置實現(xiàn)無注射控制糖尿病

作者:張佳欣 2023-09-19 13:37 來源:科技日報 次閱讀
 
總編輯圈點|自帶“制氧工廠”,植入式裝置實現(xiàn)無注射控制糖尿病

一種有希望治療Ⅰ型糖尿病的方法是植入可產(chǎn)生胰島素的胰島細胞,這可使患者免于頻繁注射胰島素。然而,一旦細胞被植入,它們最終會耗盡氧氣并停止產(chǎn)生胰島素。為解決這一難題,美國麻省理工學(xué)院工程師設(shè)計了一種新的植入式設(shè)備,它不僅攜帶了數(shù)十萬胰島細胞,還擁有自己的機載氧氣工廠,通過分解體內(nèi)的水蒸氣來產(chǎn)生氧氣。相關(guān)論文18日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。

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名為O2-MacroDevice的設(shè)備浸沒在液態(tài)水中,無需任何電池或電線即可產(chǎn)生氧氣和氫氣。
圖片來源:麻省理工學(xué)院/波士頓兒童醫(yī)院

該設(shè)備利用一種質(zhì)子交換膜,通過分解水來無限期地產(chǎn)生氧氣。質(zhì)子交換膜最初用于在燃料電池中產(chǎn)生氫氣,這種膜可以將體內(nèi)大量存在的水蒸氣分解成氫氣和氧氣,氫氣擴散出去是無害的,氧氣進入儲存室,通過一層薄薄的透氧膜供給胰島細胞。

這種方法的一個顯著優(yōu)點是不需要任何電線或電池。分解水蒸氣所需電壓很低(大約2伏),可通過體外線圈將電力無線傳輸?shù)皆O(shè)備內(nèi)的一個小型柔性天線,而體外線圈可以作為貼片戴在患者皮膚上。

該設(shè)備大約25美分大小,研究人員將其植入糖尿病小鼠體內(nèi)。結(jié)果表明,它可使小鼠的血糖水平保持穩(wěn)定至少一個月。現(xiàn)在,他們希望創(chuàng)造出一種更大版本的設(shè)備,大約一根口香糖大小,最終可以在Ⅰ型糖尿病患者身上進行測試。

通常,當(dāng)任何一種醫(yī)療設(shè)備植入體內(nèi)時,免疫系統(tǒng)的攻擊會導(dǎo)致疤痕組織堆積,稱為纖維化,這可能會降低設(shè)備的有效性。在本研究中,植入設(shè)備周圍確實形成了疤痕組織,但該設(shè)備在控制血糖水平方面的成功表明,胰島素仍然能夠擴散出設(shè)備,促進葡萄糖吸收。

研究人員表示,這種方法也可以用來輸送產(chǎn)生其他類型治療性蛋白質(zhì)的細胞,比如產(chǎn)生促紅細胞生成素的細胞,并保持其存活。促紅細胞生成素是一種刺激紅細胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。

總編輯圈點:

如果你身邊有糖尿病患者,你會發(fā)現(xiàn)他們隨身攜帶的物品里,一定有胰島素。Ⅰ型糖尿病患者的胰島素分泌絕對不足,對血糖無法進行有效調(diào)節(jié),只能靠外源性胰島素來幫忙。本文介紹的方法,注入的不是胰島素,而是胰島細胞。為了讓胰島細胞持續(xù)活躍,這種植入設(shè)備還自帶不需要任何電線或電池的“氧氣工廠”。聽起來確實“一勞永逸”。不過,要想讓它在人體內(nèi)運行,還得兼顧穩(wěn)定長效和設(shè)備體積小型化,需要更多試驗和測試,對其進行優(yōu)化。


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