Keine Nadeln mehr? Experimentelles Insulinpflaster könnte eines Tages Menschen mit Diabetes helfen
Keine Nadeln mehr? Experimentelles Insulinpflaster könnte eines Tages Menschen mit Diabetes helfen
Anonim

Menschen mit Diabetes, insbesondere Kinder, finden tägliche Insulinspritzen nur schwer zu ertragen. Aber bald kann diese wiederholte schmerzhafte Erfahrung zu einer fernen Erinnerung werden. Forscher der University of North Carolina und des Bundesstaates North Carolina haben ein intelligentes Pflaster entwickelt, das einen Anstieg des Blutzuckerspiegels erkennen und bei Bedarf Insulindosen in den Blutkreislauf absondern kann. Bisher nur an Mäusen getestet, ist das Pflaster – nur ein dünnes Quadrat, nicht größer als ein Cent – ​​für menschliche Patienten vielversprechend.

"Wir wollen dies schließlich kommerzialisieren", sagte Dr. Zhen Gu, leitender Autor der Studie, gegenüber Medical Daily. "Wir versuchen, eine große Tierstudie durchzuführen, und wenn wir erfolgreich sind, werden wir zu klinischen Studien am Menschen übergehen."

Vesikel

Diabetes betrifft weltweit mehr als 387 Millionen Menschen. Die Schwierigkeit dieser Krankheit sind nicht die Insulinspritzen, die Blutzuckerkontrollen oder die spezielle Diät - es sind alle drei Dinge, die kombiniert und jeden Tag mehrmals täglich durchgeführt werden. Leider können Menschen mit Diabetes keinen Urlaubstag von ihrer Krankheit nehmen. In der Vergangenheit haben Forscher versucht, "geschlossene Regelkreise" zu schaffen, die aus mechanischen Sensoren und Pumpen bestehen, die den Blutzucker messen und automatisch Insulin verabreichen, aber diese umständlichen, übermäßig sperrigen Systeme haben niemanden, weder Wissenschaftler noch Patienten, zufrieden gestellt.

Gu, ein Professor für Biomedizintechnik, beschloss, die körpereigenen Betazellen nachzuahmen. Diese vielseitigen Zellen fungieren nicht nur als Fabriken und Lagerhäuser, die Insulin in winzigen Bläschen, den sogenannten Vesikeln, herstellen und speichern, sondern auch als Sensoren, die Schwankungen des Blutzuckerspiegels erkennen und die Freisetzung von Insulin in den Blutkreislauf signalisieren.

Zunächst konstruierten Gu und sein Laborteam ein künstliches Vesikel aus zwei natürlichen Materialien. Hyaluronsäure ist ein Bestandteil vieler Kosmetika, während 2-Nitroimidazol, eine organische Verbindung, in der Diagnostik verwendet wird. Durch die Kombination dieser beiden Inhaltsstoffe schufen die Forscher neue Moleküle, die sich auf natürliche Weise zusammenballten und sich zu Millionen von blasenartigen Strukturen zusammensetzten, die jeweils 100-mal kleiner als die Breite eines menschlichen Haares waren.

intelligenter Patch

Als nächstes injizierten die Forscher Insulin und Enzyme (die speziell entwickelt wurden, um Glukose zu erfassen) in jedes ihrer neu geschaffenen Vesikel oder, in ihren Worten, "intelligente Insulin-Nanopartikel". Dann arbeiteten Gu und seine Kollegen am geduldigen Ende der Gleichung. Das Forschungsteam arbeitete daran, das zuckerempfindliche, insulinfreisetzende Material in eine Reihe von Mikronadeln zu integrieren, die sie durch die Verwendung einer anderen, steiferen Form des gleichen Materials, das in die Nanopartikel ging, hergestellt haben.

Schließlich ordnete das Wissenschaftsteam mehr als hundert dieser Mikronadeln auf einem dünnen Siliziumstreifen an. Obwohl es wie eine Puppenhausversion eines Nagelbetts aussieht, ist dieses Pflaster schmerzfrei, wenn es auf die Haut aufgetragen wird. Dennoch können die Mikronadeln den Blutfluss von Kapillaren direkt unter der Oberfläche anzapfen.

An Mäusen getestet, stellten die Forscher fest, dass das intelligente Pflaster den Blutzuckerspiegel kontrolliert und gleichzeitig den Blutzucker für mehrere Stunden aufrechterhalten kann. Das Pflaster wirkt schnell, ist einfach zu verwenden und besteht aus ungiftigen, biokompatiblen Materialien, erklärte Gu.

"Ich denke, dass es frühestens nach zwei oder drei Jahren kommerzialisiert werden könnte", sagte Gu gegenüber Medical Daily. Wenn dieses einfach erscheinende Pflaster verfeinert und für den menschlichen Gebrauch zugelassen wird, könnte es weltweit Millionen von Patienten mit Typ-1- und fortgeschrittenem Typ-2-Diabetes helfen.

„Wenn wir diese Pflaster bei Menschen zum Laufen bringen können, wird dies ein Wendepunkt sein“, sagte Dr. John Bernard Buse, Mitautor der Studie und ehemaliger Präsident der American Diabetes Association, in einer Pressemitteilung.

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