Лепенката е тенок квадрат не поголем од паричка, покриен со повеќе од стотина ситни иглички, секоја со големина од прилика на една трепка. Овие „микро игли“ се преполни со микрокопски единици за инсулин и ензими-сензори за глукоза коишто брзо го ослободуваат својот терет, кога нивото на шеќерот во крвта ќе стане преголемо за складирање.
Истражувањето кое е објавено во „Proceedings of the National Academy of Sciences“ утврдило дека новата безболна лепенка може да го смали нивото на глукоза во крвта во моделот на глувци со дијабет тип 1, до 9 саати. Ќе бидат потребни уште претклинички и последователни клинички испитувања кај луѓето, пред лепенката да може да се дава на пациентите, но пристапот покажува големо ветување.
„Дизајниравме лепенка за дијабетес, којашто работи брзо и е едноставна за употреба, а направена е од нетоксични биокопатибилни материјали. Целиот систем може да биде и персонализиран да може да ја објасни тежината на дијабетичарот и чуствителноста на инсулин, со што паметната лепенка би се направила уште попаметна“, вели ко-авторот професор доктор Жен Гу.
Дијабетисот влијае на повеќе од 387 милиони луѓе во светот, а тој број се очекува да порасне на 592 милиони до 2035 г. Пациентите со дијабетес тип 1 и напреден дијабетес тип 2 , се обидуваат да го задржат нивото на шеќер во крвта под контрола со редовно боцкање и повторени испитувања на инсулин – процес којшто е болен и непрецизен. Исто така и инјектирањето на погрешна количина на лекови може да доведе до значајни компликации како што се слепило и ампутација на екстремитетите, или дури и повеќе катастрофални последици како што се кома и смрт, истакнануваат истражувачите.
Истражувачите се обиделе да го тргнат потенцијалот на човечка грешка создавајќи „систем на затворен круг“ којшто директно ги поврзуваат апаратите кои го пратат нивото на шеќер во крвта и администрацијата на инсулин. Мегутоа, овие пристапи вклучуваат механички сензори и пумпи, со игла која мора да биде заглавена под кожа и да се заменува на секои неколку дена.
Наместо да измислуваат потполно нов систем, Гу и неговите колеги, одлучиле да ги копираат природните генератори на инсулин познати како бета клетки. Oвие клетки се однесуваат како фабрика и како складиште – создаваат и зачувуваат инслулин во мали ќесички наречени везикули. Тие, исто така, се однесуваат и како аларм, го детектираат покачувањето на шеќерот и сигнализираат ослободување инсулин во крвотокот.
„Направивме вештачки везикули со помош на два материјали коишто лесно можат да се најдат во природата“, рече Гу.
Првиот материјал е хијалуронска киселина (HA), природна супстанција која е состојка на многу козметички препарати. Другиот е био 2-нитромидазол (NI), органско соединение кое обично се користи во дијагностиката. Истражувачите ги поврзале овие два материјали, со што креирале нов молекул, со еден крај кој сака вода или хидрофилен, и друг кој што не сака вода или хидрофобен. Смесата од овие молекули е нешто како капка масло во вода.
Резултатот бил милиони меурчиња, секое 100 пати помало од ширината на човечко влакно. Во секое од овие меурчиња, истражувачите ставиле јадро цврст инсулин и ензими специјално дизајнирани да ја почуствуваат глукозата.
Во лабараториските експерименти, кога се покачувало нивото на шеќер во крвта, вишокот на глукоза оди во вештачките везикули, потоа ензимите ја претвараат глукозата во глуконска киселина, трошеејќи кислород цело време; Недостатокот на кислородправи хидрофобните молекули на NI да станат хидрофилни, што предизвикува брзо распаѓање на меурчињата, со што се ослободува инсулинот во крвотокот.
Кога истражувачите ја дизајнирале оваа паметна лепенка, морале да смислат друг начин, освен големите игли и катетри, така што направиле ситни иглички, користејќи ја истата хијалорунска киселина, која е главната состојка на наночестичките, само во многу поцврста форма, така што ситните иглички се доволно јаки за да можат да продрат во кожата.
Истражувачите го тестирале овој пристап на глувци со дејабетес тип 1. На еден сет глувци им дале стандардна инекција инсулин и ја измериле глукозата во крвта којашто паднала на нормала, но потоа многу брзо се вратила во хипергликемија. Друг сет глувци биле третирани со лепенката со микро игли, и глукозата во крвта била доведена под контрола во рок од триесет минути и останала таква неколку саати.
Поради тоа што глувците се помалку осетливи на инсулин, отколку луѓето, истражувачите мислат дека ефектите ќе бидат подобри и дека ќе траат подолго време, доколку би се давало на вистински пациенти. Нивната цел е да развијат паметна инсулин лепенка, која пациентите ќе треба да ја менуваат на само неколку дена.
