Прорив у лікуванні діабету? Вчені розробили імплантат, здатний перетворювати енергію організму на електричні імпульси

Вчені створили імплантат, який перетворюватиме надлишкову енергію організму на електричний заряд. Це допоможе в лікуванні діабету 1 типу. MC.today із посиланням на New Atlas розповідає деталі.

Перетворення енергії організму на електричні імпульси досліджують вже багато років, цей потенціал вперше відкрили ще в 1968 році. Але біотехнологи відтоді намагалися побороти проблеми біосумісності.

Зараз команда дослідників з ETH Zurich розробила новий імплантат для лікування діабету 1 типу. Він підключається до штучних бета-клітин, розроблених тією ж командою в 2016 році, які можуть успішно виробляти та вивільняти інсулін за потреби.

«Нова система автономно регулює рівні інсуліну та глюкози та може використовуватися для лікування діабету в майбутньому», – сказав Мартін Фюссенеггер із відділу біосистемних наук та інженерії ETH Zurich.

При діабеті 1 типу організм не може виробляти достатню кількість інсуліну, тому його необхідно вводити пацієнтам ззовні. Сучасні інсулінові помпи та монітори також працюють на зовнішніх джерелах живлення, як правило, на одноразових батареях.

Сам імплантат нагадує чайний пакетик трохи більший за ніготь, покритий нетканим матеріалом і альгінатом — продуктом, отриманим із водоростей, який широко використовується в біомедицині через його високий ступінь біосумісності. Під час імплантації під шкіру альгінат вбирає рідину організму, дозволяючи глюкозі проникати через поверхню всередину механізму.

Команда розробила анод із наночастинок на основі міді, який розщеплює глюкозу на глюконову кислоту та протон для генерації електричного струму.

«Багато людей, особливо в західних промислово розвинутих країнах, споживають більше вуглеводів, ніж їм потрібно в повсякденному житті», – сказав Фуссенеггер. «Це дало нам ідею використовувати надлишок метаболічної енергії для виробництва електроенергії для живлення біомедичних пристроїв».

Паливний елемент під’єднали до інсулінової капсули з бета-клітинами.

Так ці компоненти забезпечують саморегульовану схему. Коли паливний елемент, який живиться глюкозою, відчуває надлишок цукру в крові, він включається. Потім це стимулює бета-клітини виробляти та виділяти інсулін. Коли рівень цукру в крові падає, спрацьовує пороговий датчик у паливному елементі, і він вимикається, припиняючи виробництво та виділення інсуліну.

Ця схема також може виробляти достатньо енергії для зв’язку з таким пристроєм, як смартфон, що дозволяє контролювати та налаштовувати пристрій, а в перспективі дозволить і віддалено контролювати ці показники навіть медикам.

Біотехнологія вже була успішно випробувана на мишах, дослідники сподіваються знайти ресурси для її розвитку від прототипу до масового виробництва.

А нещодавно ми розповідали про інший імплантат для мозку, який дозволить набирати текст силою думки.