مهندسان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) دستگاه جدیدی ساخته‌اند که می‌تواند گامی بزرگ در مدیریت افت قند خون (هیپوگلیسمی) برای افراد مبتلا به دیابت نوع 1 باشد. این نوآوری، یک مخزن قابل کاشت زیر پوست است که به‌گونه‌ای طراحی شده تا هنگام افت خطرناک قند خون، به‌صورت خودکار یا با کنترل از راه دور، هورمون نجات‌بخش گلوکاگون را آزاد کند.
برای افراد مبتلا به بیماری خودایمنی دیابت نوع 1، حفظ سطح پایدار قند خون همواره چالش‌برانگیز است. برای کمک به جذب گلوکز از جریان خون پس از مصرف کربوهیدرات‌ها، باید انسولین سریع‌الاثر به بدن تزریق شود، چه از طریق آمپول و چه با استفاده از پمپ انسولین. اما تشخیص دوز صحیح انسولین آسان نیست و مصرف بیش‌ازحد آن می‌تواند منجر به افت شدید قند خون شود.
هیپوگلیسمی یا افت قند خون می‌تواند به‌سرعت ایجاد شود و در صورت درمان‌نشدن، منجر به سردرگمی، تشنج و در موارد شدید حتی مرگ شود. درمان استاندارد در چنین شرایط اضطراری، تزریق گلوکاگون است؛ هورمونی که باعث می‌شود کبد، گلوکز ذخیره‌شده را به جریان خون آزاد کند. با این حال، تشخیص شروع هیپوگلیسمی همیشه ممکن نیست، به‌ویژه در هنگام خواب یا برای کودکانی که ممکن است علائم هشداردهنده را حس نکنند.
ایمپلنت MIT برای کمک به درمان افت خطرناک قند خون در در بیماران دیابت نوع 1
دستگاه جدید تیم MIT برای پرکردن همین خلأ طراحی شده است. این دستگاه به اندازه یک سکه کوچک است و شامل یک مخزن کوچک ساخته‌شده از پلیمر چاپ سه‌بعدی است. این مخزن، گلوکاگون را به‌صورت پودری نگه می‌دارد که نسبت به شکل مایع آن پایدارتر بوده و می‌تواند برای مدت‌زمان طولانی‌تری قابل‌استفاده باقی بماند.
درب مخزن از یک آلیاژ حافظه‌دار (Shape-Memory Alloy) ساخته شده که از نیکل و تیتانیوم تشکیل و طوری طراحی شده که با رسیدن به دمای 40 درجه سانتی‌گراد، خم شده و باز شود.
این دستگاه به دو روش فعال می‌شود: یا به‌صورت دستی توسط کاربر یا به‌طور خودکار از طریق سیگنال دریافتی از یک پایشگر قند خون. دستگاه دارای یک آنتن است که به فرکانس رادیویی خاصی واکنش نشان می‌دهد و با ایجاد یک جریان الکتریکی ضعیف، آلیاژ موجود را تا دمای مشخصی گرم می‌کند. با رسیدن به دمای 40 درجه سانتی‌گراد، آلیاژ تغییر شکل داده و دریچه مخزن باز می‌شود؛ در نتیجه، پودر گلوکاگون رها شده و پس از حل‌شدن، وارد بدن می‌گردد.
این روش چند مزیت مهم دارد. از آن‌جا که می‌تواند با پایشگرهای مداوم قند خون ارتباط برقرار کند، دستگاه می‌تواند دارو را دقیقاً زمانی آزاد کند که سطح قند خون از حد ایمن پایین‌تر می‌رود، حتی اگر بیمار متوجه افت قند خون نباشد.
در تست‌های آزمایشگاهی با موش‌های دیابتی، این دستگاه توانست ظرف مدت 10 دقیقه پس از فعال‌سازی، قند خون را به سطح نرمال بازگرداند. پژوهشگران همچنین توانایی دستگاه در تزریق اپی‌نفرین (آدرنالین) را نیز آزمایش کردند؛ دارویی که به‌طور معمول برای درمان فوری واکنش‌های آلرژیک شدید و ایست قلبی استفاده می‌شود. در این آزمایش‌ها، اپی‌نفرین ظرف چند دقیقه وارد جریان خون شد و افزایش قابل‌سنجشی در ضربان قلب ایجاد کرد.
یکی از چالش‌های مربوط به دستگاه‌های قابل کاشت، تمایل بدن به تشکیل بافت اسکار (زخمی) اطراف اجسام خارجی است که می‌تواند عملکرد آن‌ها را مختل کند. اما پژوهشگران MIT دریافتند که دستگاه آن‌ها حتی پس از شکل‌گیری بافت فیبروتیک نیز عملکرد خود را حفظ کرده و توانسته است محتویات خود را به‌موقع آزاد کند.
نمونه اولیه این دستگاه به‌مدت چهار هفته روی مدل‌های حیوانی آزمایش شد، اما پژوهشگران در تلاش هستند تا عمر عملکردی آن را به یک سال یا بیشتر افزایش دهند. این موضوع باعث می‌شود دستگاه بتواند برای دوره‌های طولانی‌تر، حفاظت اضطراری ارائه دهد پیش از آن‌که نیاز به تعویض داشته باشد.
در آینده، تیم تحقیقاتی قصد دارد مطالعات بیشتری روی حیوانات انجام دهد و امیدوار است ظرف سه سال آینده آزمایش‌های بالینی را آغاز کند. در صورت موفقیت، این فناوری می‌تواند نه تنها ایمنی افراد مبتلا به دیابت را بهبود بخشد، بلکه بستری برای تزریق سایر داروهای اضطراری نیز فراهم کند.
- گوگل از هوش مصنوعی برای مقابله با بیماری‌های کشنده در هند استفاده می‌کند
- مدل هوش مصنوعی جدید اپل واچ می‌تواند بیماری‌های پنهان را آشکار کند
- پیش‌بینی بیماری پارکینسون با ساعت های هوشمند ممکن می‌شود
دیدگاهتان را بنویسید