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自带“制氧工厂”

植入式装置实现无注射控制糖尿病

  科技日报北京9月18日电 (记者 张佳欣)一种有希望治疗Ⅰ型糖尿病的方法是植入可产生胰岛素的胰岛细胞,这可使患者免于频繁注射胰岛素。然而,一旦细胞被植入,它们最终会耗尽氧气并停止产生胰岛素。为解决这一难题,美国麻省理工学院工程师设计了一种新的植入式设备,它不仅携带了数十万胰岛细胞,还拥有自己的机载氧气工厂,通过分解体内的水蒸气来产生氧气。相关论文18日发表在《美国国家科学院院刊》上。

  该设备利用一种质子交换膜,通过分解水来无限期地产生氧气。质子交换膜最初用于在燃料电池中产生氢气,这种膜可以将体内大量存在的水蒸气分解成氢气和氧气,氢气扩散出去是无害的,氧气进入储存室,通过一层薄薄的透氧膜供给胰岛细胞。

  这种方法的一个显著优点是不需要任何电线或电池。分解水蒸气所需电压很低(大约2伏),可通过体外线圈将电力无线传输到设备内的一个小型柔性天线,而体外线圈可以作为贴片戴在患者皮肤上。

  该设备大约25美分大小,研究人员将其植入糖尿病小鼠体内。结果表明,它可使小鼠的血糖水平保持稳定至少一个月。现在,他们希望创造出一种更大版本的设备,大约一根口香糖大小,最终可以在Ⅰ型糖尿病患者身上进行测试。

  通常,当任何一种医疗设备植入体内时,免疫系统的攻击会导致疤痕组织堆积,称为纤维化,这可能会降低设备的有效性。在本研究中,植入设备周围确实形成了疤痕组织,但该设备在控制血糖水平方面的成功表明,胰岛素仍然能够扩散出设备,促进葡萄糖吸收。

  研究人员表示,这种方法也可以用来输送产生其他类型治疗性蛋白质的细胞,比如产生促红细胞生成素的细胞,并保持其存活。促红细胞生成素是一种刺激红细胞产生的蛋白质。

  【总编辑圈点】

  如果你身边有糖尿病患者,你会发现他们随身携带的物品里,一定有胰岛素。Ⅰ型糖尿病患者的胰岛素分泌绝对不足,对血糖无法进行有效调节,只能靠外源性胰岛素来帮忙。本文介绍的方法,注入的不是胰岛素,而是胰岛细胞。为了让胰岛细胞持续活跃,这种植入设备还自带不需要任何电线或电池的“氧气工厂”。听起来确实“一劳永逸”。不过,要想让它在人体内运行,还得兼顾稳定长效和设备体积小型化,需要更多试验和测试,对其进行优化。

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作者 绿色华夏网

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