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科学家开发能释放胰岛素的植入物原型 有望让糖尿病患者摆脱注射的困扰



据外媒New Atlas报道,想象一下,未来有一种设备可以让糖尿病患者在需要的时候使用应用程序或遥控器给自己注射胰岛素,而不需要注射。来自苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员已经开发出了一种原型设备,它可以做到这一点,利用电击来控制封装的β细胞中的基因表达。

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胰腺中的β细胞的工作是感知血糖水平的峰值,并通过产生和释放胰岛素来做出反应,帮助身体代谢葡萄糖。但在糖尿病患者中,这些细胞已经不能正常发挥这一功能,导致健康受到严重影响。这个问题通常可以通过监测血液中的血糖水平,定期注射胰岛素来解决。但注射胰岛素并不是一件很愉快的事情,所以ETH团队研究了其他的方法。

他们最终研发的结果是一种可以远程激活的小型设备,可以按需释放胰岛素。一边是一个包含工程化的人类β细胞的胶囊,连接到控制它们的印刷电路板(PCB)上。当印刷电路板被无线电信号激活时,会发出电信号,刺激β细胞中的钙和钾通道。从而触发胰岛素基因的表达,在几分钟内释放出胰岛素。

这种装置可以植入到糖尿病患者的皮下。β细胞可以按需释放胰岛素,由病人、医生或在预设的时间自动控制。研究小组通过将该设备植入1型糖尿病小鼠的皮肤下,对其进行了测试。研究人员能够无线控制胰岛素的释放,在激活后的10分钟内达到峰值。该装置足以使小鼠体内的血糖水平恢复正常。

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“我们很早就想用电直接控制基因的表达,现在终于成功了,”首席研究员Martin Fussenegger说。“这样的设备将使人们能够完全融入数字世界,成为物联网的一部分–甚至可以说是‘体联网’。”

当然,这就提出了重要的生物设备被恶意方入侵的遥远可能性。该团队表示,安全防范措施需要落实到最终设备上。这也不是唯一需要克服的障碍–β细胞每隔三周左右就要更换一次。在目前的版本中,该团队附加了两个 “填充颈”,以增加更多的内容,但从长远来看,这并不实用。如果要想让它进入人体测试,还需要一个更有用的解决方案。

与此同时,其他类似的技术也在开发中。一些研究人员使用可以用光脉冲或其他电磁波激活的β细胞,而另一些研究人员则使用含有β细胞的微针贴片。

这项研究发表在《科学》杂志上。