麻省理工學院工程師發明的一款新設備或將標志著1型糖尿病患者低血糖管理領域取得重大進展。這項創新技術是一種植入式儲液器,位于皮下,當血糖降至危險水平時,它可以自動或遠程釋放救命的胰高血糖素。
對于患有 1 型糖尿病(一種自身免疫性疾病)的人來說,維持穩定的血糖水平是一項持續的挑戰。必須通過注射或泵注射速效胰島素,以幫助身體在攝入碳水化合物后從血液中吸收葡萄糖。但判斷正確的用量并不容易,過量用量會導致危險的低血糖水平。
低血糖癥(或低血糖)發展迅速,如果不及時治療,可能導致意識混亂、癲癇發作,在極端情況下甚至死亡。緊急情況下的標準治療方法是注射胰高血糖素,這是一種促使肝臟將儲存的葡萄糖釋放到血液中的激素。然而,識別低血糖癥的發作并非總是可能,尤其是在睡眠期間或對于兒童和其他可能感覺不到警告信號的人群而言。
麻省理工學院團隊的新設備旨在彌補這一空白,內含一個由3D打印聚合物制成的小型儲液器。該儲液器以粉末形式儲存胰高血糖素,比液體形式更穩定,并且可以長時間保持活性。該儲液器采用鎳和鈦制成的形狀記憶合金密封,當加熱到 40 攝氏度時會彎曲并打開。
該裝置可以通過兩種方式觸發:用戶手動觸發或通過血糖監測儀信號自動觸發。它包含一個天線,該天線響應特定的射頻,激活微小電流加熱合金。當達到溫度閾值時,合金會彎曲,打開儲液器并釋放出胰高血糖素粉末,然后粉末溶解并進入體內。
這種方法有幾個優點。由于它可以與連續血糖監測儀連接,即使患者沒有意識到,該設備也可以在血糖降至安全水平以下時精確釋放藥物。
在對糖尿病小鼠進行的實驗室測試中,該裝置能夠在啟動后十分鐘內將血糖恢復到正常水平。研究人員還測試了該裝置注射腎上腺素的能力。腎上腺素是一種常用于緊急治療嚴重過敏反應和心臟事件的藥物。在這些實驗中,腎上腺素在幾分鐘內釋放到血液中,導致心率明顯增加。
植入式設備面臨的挑戰之一是,人體容易在異物周圍形成疤痕組織,這可能會影響其功能。麻省理工學院的研究人員發現,即使在纖維化組織形成后,他們的設備仍然有效,能夠根據需要成功釋放其內容物。
該原型在動物模型上進行了長達四周的測試,但研究人員正在努力將其使用壽命延長至一年或更長時間。這將使該設備能夠在需要更換之前提供更長時間的緊急保護。
展望未來,該團隊計劃開展進一步的動物研究,并希望在三年內啟動臨床試驗。如果成功,這項技術不僅可以提高糖尿病患者的安全性,還可以作為遞送其他緊急藥物的平臺。
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