В Японии разработали систему введения инсулина на основе «умного геля»

Группа японских ученых под руководством Акиры Мацумото разработала полимерный гель, реагирующий на уровень глюкозы в крови и обеспечивающий доставку инсулина в организм при его повышении. Статья об этом исследовании опубликована в журнале Science Advances. По мнению ученых, синтетическая система доставки инсулина в организм может стать прообразом принципиально новой модели искусственной поджелудочной железы.

В настоящее время для дозированной доставки инсулина в организм при диабете используются электронные системы, определяющие уровень глюкозы в крови. Однако их использование часто приводит к введению неточных доз инсулина, кроме того, они дорогостоящие и довольно сложные в управлении, что ограничивает их применение. Ранее предпринимались попытки создать глюкозочувствительную систему доставки инсулина без использования электроники, на основе глюкозооксидазы и сахаросвязывающих белков, однако успехом они не увенчались.

Японские ученые решили для создания глюкозочувствительной системы доставки инсулина воспользоваться сахарочувствительными свойствами борной кислоты. Они создали полимерный гель на основе фенилбороновой кислоты, производные которой очень чутко реагируют на присутствие глюкозы и изменение ее количества.

Проницаемость геля зависит от изменения уровня глюкозы в крови: при его повышении увеличивается и проницаемость геля, что приводит к более активному поступлению в кровь инсулина. Таким образом, это система с обратной связью: повышается уровень глюкозы в крови – увеличивается поступление в кровь инсулина, уровень глюкозы снижается – прекращается подача инсулина.

Этот «умный гель» внедряется под кожу и отслеживает уровень глюкозы в крови. При его повышении в кровь через катетер вводится определенная доза инсулина. Как показали исследования с использованием лабораторных животных, использование «умного геля» позволяет нормализовать уровень глюкозы в крови в течение 15 минут.

Таким образом, глюкозочувствительная система доставки инсулина с использованием полимерного геля на основе фенилбороновой кислоты позволяет создать замкнутую систему, непрерывно определяющую уровень глюкозы в крови и регулирующую высвобождение инсулина в необходимых дозировках. Эта системы фактически представляет собой искусственную поджелудочную железу, причем, гораздо более дешевую, высокоточную и простую в использовании, чем существующие в настоящее время электронные устройства.

«Наша технология "умного геля" может предложить удобную для пользователя и чрезвычайно экономичную альтернативу современным устройствам, – отмечают авторы исследования. Его применение повысит доступность инсулинотерапии в развивающихся странах, а также сделает удобным введение инсулина для пожилых людей, маленьких детей, пациентов, нуждающихся в постороннем уходе».