Et 'smart' insulinplaster, der kan registrere stigninger i blodsukkerniveauet og udskille doser af insulin i blodbanen, kan erstatte smertefulde injektioner for diabetikere, siger videnskabsmænd.
Forskere ved University of North Carolina og NC State University udviklede plasteret - en tynd firkant, der ikke er større end en krone - som er dækket med mere end hundrede små nåle, hver på størrelse med en øjenvippe.
Undersøgelsen, som er offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences, fandt, at den nye, smertefri
plaster kunne sænke blodsukkeret i en musemodel af type 1-diabetes i op til ni timer.
Vi har designet et plaster til diabetes, der virker hurtigt, er let at bruge og er lavet af ikke-toksisk, biokompatibelt
materialer, sagde co-senior forfatter Zhen Gu, en professor i Joint UNC/NC State Department of Biomedical Engineering.
Hele systemet kan tilpasses til at tage højde for en diabetikers vægt og følsomhed over for insulin, så vi kunne gøre det smarte plaster endnu smartere, sagde Gu.
hvordan man bekæmper spindemider
Til undersøgelsen valgte Gu og hans kolleger at efterligne kroppens naturlige insulingeneratorer kendt som betaceller. Disse alsidige celler fungerer både som fabrikker og lagerhuse, der fremstiller og opbevarer insulin i små sække kaldet vesikler.
hjemmemedicin til stueplanter
Vi konstruerede kunstige vesikler til at udføre de samme funktioner ved at bruge to materialer, der nemt kunne findes i naturen, sagde Jiching Yu, en ph.d.-studerende i Gus laboratorium.
Den første var hyaluronsyre eller HA, et naturligt stof, der findes i mange kosmetik. Den anden var 2-nitroimidazol eller NI, en organisk forbindelse anvendt i diagnostik.
Forskerne forbandt de to for at skabe et nyt molekyle, med den ene ende, der var vandelskende eller hydrofil
og en der var vandfrygtende eller hydrofob.
En blanding af disse molekyler samles selv til en vesikel, meget ligesom sammensmeltningen af oliedråber i vand, med de hydrofobe ender pegende indad og de hydrofile ender pegende udad.
Resultatet var millioner af boblelignende strukturer, hver 100 gange mindre end bredden af et menneskehår. I hver af disse vesikler indsatte forskerne en kerne af fast insulin og enzymer, der er specielt designet til at føle glukose.
I laboratorieforsøg, når blodsukkerniveauet steg, trængte det overskydende glukose ind i de kunstige vesikler. Det
enzymer omdannede derefter glukosen til gluconsyre og forbrugte ilt hele tiden.
lilla blomst med hvid midte
Den resulterende mangel på ilt eller hypoxi fik de hydrofobe NI-molekyler til at blive hydrofile, hvilket fik vesiklerne til hurtigt at falde fra hinanden og sende insulin ind i blodbanen.
Forskerne besluttede derefter at inkorporere disse kugler af sukkerfølende, insulinfrigivende materiale i en række små nåle.
Gu skabte disse mikronåle ved hjælp af den samme hyaluronsyre, som var en hovedingrediens i nanopartiklerne, kun i en mere stiv form.
Forskere arrangerede derefter mere end hundrede af disse mikronåle på en tynd siliciumstrimmel for at skabe, hvad der ligner en lillebitte, smertefri version af en negleseng.