這款突破性的植入裝置有望防止兒童、睡眠中的患者或任何無法及時自行注射的人出現致命性低血糖。

麻省理工學院（MIT）的工程師們設計出一種新型緊急植入裝置，旨在保護1型糖尿病患者免受危及生命的低血糖癥困擾。

該裝置大小約為一枚硬幣，植入皮下。當血糖水平過低時，它會釋放一劑胰高血糖素。裝置既可手動激活，也可通過傳感器無線觸發。

低血糖（即血糖過低）是1型糖尿病患者時刻面臨的危險。當血糖水平急劇下降時，患者通常需要注射胰高血糖素 —— 一種能指示肝臟將儲存的糖分釋放到血液中的激素。

但在許多情況下，尤其是在睡眠期間或兒童患者中，患者可能無法及時察覺危險信號并采取行動。

"這是一款小巧的緊急事件處置裝置，可植入皮下，隨時準備在患者血糖過低時發揮作用，"麻省理工學院化學工程教授、該研究的資深作者丹尼爾·安德森表示。

"我們的目標是打造一個始終準備好保護患者免受低血糖危害的裝置。"

研發這款新裝置旨在幫助那些無法及時察覺預警信號或無法快速自行注射胰高血糖素的患者。它也為睡眠期間發生的低血糖提供了一道保障。

信號觸發的藥物遞送

為開發該系統，麻省理工學院的研究人員利用3D打印聚合物創建了一個小型藥物儲庫，并用一種對熱響應的形狀記憶合金密封。

這種由鎳鈦制成的金屬部件在達到40攝氏度時會卷曲并打開，從而釋放儲存在內部的粉末狀藥物。
由于液態胰高血糖素會隨時間降解，研究團隊改用粉末狀形式儲存，其穩定性可維持更長時間。

植入裝置包含一根調諧至特定射頻的天線，允許外部進行無線激活。微小的電流會加熱金屬密封層以釋放藥物。

"這類數字化給藥系統的關鍵特性之一，是它能與傳感器通訊，"該研究的主要作者西達爾特·克里希南指出。"就目前而言，許多患者使用的連續血糖監測技術很容易與這類裝置對接。"

在糖尿病小鼠身上測試

研究團隊將該裝置植入糖尿病小鼠體內，并在其血糖下降時觸發。10分鐘內，小鼠血糖水平趨于穩定并保持在正常范圍內。

他們還測試了粉末狀的腎上腺素。激活10分鐘后，藥物在血液中循環并提高了心率，顯示出其在應對心臟病發作或嚴重過敏反應方面的潛在用途。

在試驗中，植入裝置在小鼠體內留存四周后仍能正常工作，即使在周圍形成疤痕組織后也是如此。

研究人員目前正致力于將其有效期限延長至一年或更久。

"我們尚不清楚具體能維持多久 —— 可能是一年，也可能是幾年。我們目前正在努力確定其最佳使用壽命，"克里希南說。"但在此之后，就需要更換裝置。"

該團隊計劃進行進一步的動物試驗，并目標在三年內啟動人體測試。

"看到我們團隊實現這一成果，真的令人振奮。我希望有朝一日它能幫助糖尿病患者，并更廣泛地為任何急救藥物的遞送提供新范式，"該論文的另一位作者羅伯特·蘭格表示。

該研究已發表在《自然·生物醫學工程》雜志上。

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