Прорыв в лечении диабета? Ученые разработали имплантат, способный превращать энергию организма в электрические импульсы

Ученые создали имплантат, который будет превращать избыточную энергию организма в электрический заряд. Это поможет в лечении диабета 1 типа. MC.today со ссылкой на New Atlas рассказывает подробности.

Превращение энергии организма в электрические импульсы исследуют уже много лет, этот потенциал впервые открыли еще в 1968 году. Но биотехнологи с тех пор пытались побороть проблемы биосовместимости.

Сейчас же команда исследователей из ETH Zurich разработала новый имплантат для лечения диабета 1 типа. Он подключается к искусственным бета-клеткам, разработанным той же командой в 2016 году, которые могут успешно производить и высвобождать инсулин при необходимости.

«Новая система автономно регулирует уровни инсулина и глюкозы и может использоваться для лечения диабета в будущем», – сказал Мартин Фюссенеггер из отдела биосистемных наук и инженерии ETH Zurich.

При диабете типа 1 организм не может вырабатывать достаточное количество инсулина, поэтому его необходимо вводить пациентам извне. Современные инсулиновые помпы и мониторы также работают на внешних источниках питания, обычно на одноразовых батареях.

Сам имплантат напоминает чайный пакетик размером чуть больше ноготка, покрытый нетканым материалом и альгинатом — продуктом, полученным из водорослей, широко используемым в биомедицине из-за его высокой степени биосовместимости. При имплантации под кожу альгинат впитывает жидкость организма, позволяя глюкозе проникать через поверхность внутрь механизма.

Команда разработала анод из наночастиц на основе меди, который расщепляет глюкозу на глюконовую кислоту и протон для генерации электрического тока.

«Многие люди, особенно в западных промышленно развитых странах, потребляют больше углеводов, чем им нужно в повседневной жизни», – сказал Фуссенеггер. «Это дало нам идею использовать избыток метаболической энергии для производства электроэнергии для питания биомедицинских устройств».

Топливный элемент подсоединили к инсулиновой капсуле с бета-клетками. Так эти компоненты обеспечивают саморегулирующуюся схему. Когда топливный элемент, питающийся глюкозой, испытывает избыток сахара в крови, он включается. Затем это стимулирует бета-клетки производить и выделять инсулин. Когда уровень сахара в крови падает, срабатывает пороговый датчик в топливном элементе, и он выключается, прекращая производство и выделение инсулина.

Эта схема также может производить достаточно энергии для связи с таким устройством как смартфон, что позволит контролировать и настраивать устройство, а в перспективе позволит и удаленно контролировать эти показатели даже медикам.

Биотехнология уже была успешно опробована на мышах, исследователи надеются найти ресурсы для ее развития от прототипа до массового производства.

А недавно мы рассказывали о другом имплантате для мозга, который позволит набирать текст силой мысли.