Дослідники з Пекінського університету розробили штучну підшлункову залозу, яка значно зменшує розмір і вартість існуючих пристроїв. Цей прорив відкриває потенціал, щоб зробити технологію діабету, яка змінює життя, доступною для набагато ширшого кола людей. Сучасна штучна підшлункова залоза, хоча й ефективна, громіздка, дорога і може бути незручною для користувачів. Новий дизайн безпосередньо вирішує ці проблеми, пропонуючи мініатюрну систему, виробництво якої коштує лише 10 доларів.
Проблема сучасної штучної підшлункової залози
Традиційна штучна підшлункова залоза поєднує безперервний монітор рівня глюкози (CGM), інсулінову помпу та алгоритми керування для автоматизації доставки інсуліну. Хоча це покращує лікування діабету, зменшуючи навантаження на пацієнтів, ці системи зазвичай коштують від 3000 до 8000 доларів США. Така висока вартість у поєднанні з їхнім розміром і дискомфортом довгих глюкозних голок обмежує їх широке застосування. Висока ціна фактично виключає багатьох, хто міг би скористатися цією технологією.
Як працює новий пристрій: прорив у мініатюризації
Ключова інновація полягає в трьох сферах: датчик глюкози, інсулінова помпа та енергоефективність.
Спочатку дослідники замінили стандартну довгу металеву голку розчинними мікроголками довжиною менше 1 мм. Ці голки безболісно проникають у шкіру, щоб розгорнути ще менші мікропробірки для вимірювання рівня глюкози. По-друге, вони замінили традиційну механічну інсулінову помпу електроосмотичною мікронасосом, яка є набагато меншою та потребує значно менше енергії. Нарешті, вся система розміщена в пристрої розміром з монету (діаметр 1,5 см, товщина 1 см, об’єм 2 кубічні сантиметри) з використанням 3D-друкованого резервуара для інсуліну. Це різко контрастує з існуючими системами, які часто перевищують 100 куб.см.
Ефективність і доступність
Тестування на тваринах з цукровим діабетом показало, що мініатюрний пристрій підтримував стабільне вимірювання рівня глюкози та подачу інсуліну протягом трьох днів. Рівень цукру в крові тварин залишався в цільовому діапазоні 68% часу, що можна порівняти з комерційними пристроями (75% часу в діапазоні). Що ще важливіше, з виробничою вартістю лише 10 доларів за одиницю ця технологія має потенціал змінити ринок. Зараз до 40% вартості комерційних пристроїв йде на виробництво — від 1000 до 4000 доларів за одиницю.
Шлях вперед
За оцінками дослідників, схвалення FDA та практичне застосування займе 3–5 років. Постійна розробка буде зосереджена на вдосконаленні алгоритмів керування, покращенні дизайну інтерфейсу користувача та подальшому зменшенні розміру та енергоспоживання. Цей пристрій має потенціал революціонізувати лікування діабету, забезпечуючи лікування вдома та роблячи критичні технології доступними для мільйонів, які зараз не можуть собі це дозволити.
«Ми очікуємо, що ця робота зробить важливий внесок у цифрову медицину та портативні пристрої для пацієнтів з діабетом і має потенціал змінити традиційне лікування діабету в медичне обслуговування вдома». – Юе Цуй, Пекінський університет.
