Инженеры изобрели микроимпланты для лечения диабета

Микроимпланты для лечения диабета

Дефицит инсулина у людей, страдающих диабетом 1 типа можно восполнить при помощи специальных нитей. Благодаря нанопористой структуре, они могут удерживать внутри клетки, продуцирующий необходимый гормон. Микроимпланты для лечения диабета разработала группа исследователей Корнелльского Университета в США (Cornell University).

Изобретение называется TRAFFIC и представляет собой полимерную нить из ионизированного кальция. Микроимпланты для лечения диабета состоят из двух частей, скрученных по типу шнура. На концах — стерильные нейлоновые швы. Посмотреть, как это выглядит, можно здесь.

Одна нить TRAFFIC содержит сотни инсулин-продуцирующих клеток величиной в 100 микрон (другое название — островковые клетки). Каждая покрыта тонкой гидрогелевой плёнкой для защиты. Покрытие сделано из альгината — экстракта морских водорослей, который обычно используется при трансплантации клеток.

Интересно, что нить «многоразовая» — клетки, отработавшие своё, можно заменить новыми. Они не слеплены между собой, поэтому легко снимаются и прикрепляются.

На неожиданное решение команду вдохновили водные капельки на паутине, рассказывает руководитель исследования, специалист по биологической и экологической инженерии Минглин Ма (Minglin Ma). Но, по его словам, TRAFFIC гораздо более совершенен, потому что гидрогель равномерно покрывает нить.

Изначально разработчики попытались соединять островковые клетки по принципу цепочки. Но затем поняли, что образующиеся между ними промежутки плохо влияют на клеточные ткани. И оптимальным вариантом будет разместить слой гидрогеля всё-таки вокруг нити.

Все подобные технологии, которые были разработаны до этого, не справлялись с задачей так, как нужно, говорит Минглин Ма. В 8 из 10 случаев импланты не приживались в организме пациента. Чтобы сгладить «конфликт», приходилось прописывать подопытному сильнейшие иммунодепрессанты. В результате был риск ослабить организм и даже спровоцировать раковую опухоль.

С нанопористыми нитями такой проблемы не возникает, уверяет специалист. Во-первых, организм не отторгает их. Во-вторых, после выполнения функций TRAFFIC можно убирать из организма. Это делается при помощи лапароскопии — микроскопических надрезов на внутренних органах. Удобная форма импланта позволяет проводить операцию максимально быстро.

Пока что технология прошла испытания только на животных. Так, у мышей уровень глюкозы в крови нормализовался через два дня после имплантации нити в 1 дюйм (2,54 см) и оставался на таком уровне в течение минимум трёх месяцев после окончания эксперимента. Также имплант был протестирован на нескольких собаках. При этом 10-дюймовые образцы успешно вводились в организм четвероногих и удалялись лапароскопическим методом.

Сейчас инженеры получили патент на TRAFFIC и готовятся к клиническим испытаниям непосредственно на людях, больных диабетом 1 типа.