Исследователи Южной Кореи создали первый участок «чудесного» графенового материала, который прилипает к коже и непрерывно и точно контролирует уровень глюкозы через пот. При необходимости пластырь переходит на второй этап, снижая уровень сахара, и автоматически высвобождает через кожу лекарство, содержащее метформин.
Пластырь был успешно испытан на диабетических экспериментальных животных (мышах) и на двух здоровых самцах. Обнаружение глюкозы в поте кожи проектируется как альтернатива наиболее болезненному обнаружению сахара в крови при пирсинге пальца. Целью ученых является минимально инвазивная система, которая будет контролировать и регулировать уровень сахара с другой.
Ученые из Научно-исследовательского центра наночастиц Фонда науки в Сеуле, возглавляемого Дэ Чон Кимом, который опубликовал публикацию в журнале Nanotechnology Nanotechnology Magazine, добавили наночастицы золота в графен и объединили его с золотой сеткой для создания гибкий полупрозрачный участок.
Патч содержит серию крошечных датчиков, которые определяют влажность, глюкозу, кислотность (pH) и температуру тела в коже. Датчик глюкозы «фиксирует» изменения pH до уровня пота, а затем датчики pH и температуры корректируют первое измерение уровня глюкозы для обеспечения точности в реальном времени. Когда датчики пластыря вместе обнаруживают высокий уровень глюкозы в поту, пластырь вызовет микропузырьки, которые выпускают метформин лекарственного средства в кожу.
Графен, двумерный углеродистый материал, очень перспективен в носимой электронике, поскольку он является гибким, хорошим проводником электричества, мягким и очень тонким. Однако его трудно использовать на электрохимических устройствах, которые обнаруживают биомаркеры, поэтому корейские ученые объединили его с золотом.
И «умный» инсулиновый пластырь
В аналогичной разработке исследователи в США создали еще один экспериментальный «умный» синтетический пластырь, который заполнен бета-клетками поджелудочной железы, вырабатывающими инсулин. Пластырь выпускает дозы инсулина для контроля сахара в крови без какого-либо риска гипогликемии.
Исследователи из Университета Северной Каролины, возглавляемого доцентом кафедры биомедицинской инженерии Дзен Гу, сделали соответствующую публикацию в журнале Advanced Matierials.
Трансплантация бета-клеток сопряжена с риском отторжения диабетом или возникновения побочных эффектов. Бета-клеточный пластырь является альтернативным неинвазивным решением.
В прошлом году в журнале Национальной академии наук США (PNAS) впервые был представлен «умный пластырь инсулина». Однако, в то время как оригинальный патч содержал мицеллы с инсулином, новый патч - и это из полимерного материала - содержит микрогранулы с живыми бета-клетками. Эксперименты на подопытных животных с диабетом типа 1 показали, что пластырь быстро обнаруживает увеличение сахара и немедленно реагирует, высвобождая его нагрузку.
Приблизительно 390 миллионов человек во всем мире страдают от диабета, который, как ожидается, достигнет 500 миллионов к 2030 году. Инсулин - это гормон, вырабатываемый поджелудочной железой и регулирующий уровень сахара в крови. Из-за диабета вырабатывается недостаточное количество инсулина, что приводит к повышению уровня сахара (гипергликемия).
Пациенты с диабетом 1 типа («дети») и пациенты с диабетом 2 типа должны регулярно проверять уровень сахара в крови и делать инъекции инсулина. Любые ошибки в количестве препарата могут иметь серьезные последствия, такие как слепота, ампутация конечностей, кома или даже смерть.
В 1990 году была проведена первая успешная трансплантация человеческих инсулин-продуцирующих бета-клеток, но на сегодняшний день слишком много пациентов отказываются от имплантата и вынуждены проходить длительную иммуносупрессивную терапию со всеми вытекающими последствиями.
Доклиническим и клиническим исследованиям следует предшествовать, прежде чем использовать экспериментальный пластырь для лечения пациентов. Но когда это произойдет, по мнению ученых, это будет более безопасный выбор, чем существующие.