Исследователи из Пекинского университета разработали искусственную поджелудочную железу, которая значительно уменьшает размер и стоимость по сравнению с существующими устройствами. Этот прорыв открывает потенциал для обеспечения доступности технологии, меняющей жизнь при диабете, для гораздо более широкого круга людей. Современные искусственные поджелудочные железы, хотя и эффективны, громоздки, дороги и могут быть неудобны для пользователей. Новая конструкция решает эти проблемы напрямую, предлагая миниатюрную систему, производство которой стоит всего 10 долларов.
Проблема с Современными Искусственными Поджелудочными Железами
Традиционные искусственные поджелудочные железы объединяют непрерывный монитор глюкозы (НМГ), инсулиновый насос и алгоритмы управления для автоматизации доставки инсулина. Хотя это улучшает лечение диабета, снижая нагрузку на пациента, эти системы обычно стоят от 3000 до 8000 долларов. Эта высокая стоимость, в сочетании с их размером и дискомфортом от длинных игл для измерения уровня глюкозы, ограничивает их широкое распространение. Высокая цена фактически исключает многих, кто мог бы извлечь выгоду из этой технологии.
Как Работает Новое Устройство: Прорыв в Миниатюризации
Ключевая инновация заключается в трех областях: датчик глюкозы, инсулиновый насос и энергоэффективность.
Во-первых, исследователи заменили стандартную длинную металлическую иглу на растворимые микроиглы длиной менее 1 мм. Эти иглы безболезненно проникают в кожу, чтобы развернуть еще более мелкие микротрубки для измерения уровня глюкозы. Во-вторых, они заменили традиционный механический инсулиновый насос на электроосмотический микронасос, который гораздо меньше и требует значительно меньше энергии. Наконец, вся система размещена в устройстве размером с монету (диаметр 1,5 см, толщина 1 см, объем 2 кубических сантиметра) с использованием инсулинового резервуара, напечатанного на 3D-принтере. Это резко контрастирует с существующими системами, которые часто превышают 100 кубических сантиметров.
Эффективность и Доступность
Тестирование на диабетических животных показало, что миниатюрное устройство поддерживало стабильное измерение уровня глюкозы и доставку инсулина в течение трех дней. У животных уровень сахара в крови оставался в целевом диапазоне 68% времени, что сопоставимо с коммерческими устройствами (75% времени в диапазоне). Что еще более важно, при себестоимости производства всего 10 долларов за единицу, эта технология может изменить ситуацию на рынке. В настоящее время до 40% от цены коммерческих устройств идет на производство — от 1000 до 4000 долларов за единицу.
Путь Вперед
Исследователи оценивают, что одобрение FDA и практическое применение займут 3–5 лет. Текущая разработка будет сосредоточена на совершенствовании алгоритмов управления, улучшении дизайна пользовательского интерфейса и дальнейшем уменьшении размера и энергопотребления. Это устройство может произвести революцию в лечении диабета, перенося лечение в домашние условия и делая критически важную технологию доступной для миллионов, которые в настоящее время не могут себе этого позволить.
«Мы ожидаем, что эта работа внесет важный вклад в цифровую медицину и носимые устройства для пациентов с диабетом, и имеет потенциал для революционизирования традиционного лечения диабета в сторону домашнего здравоохранения». – Юэ Цуй, Пекинский университет.
