麻省理工學(xué)院的可植入設(shè)備釋放胰高血糖素治療低血糖 這一成果如何申請專利
專利代理 發(fā)布時間：2025-07-10 12:58:05 瀏覽: 次
針對患者可能意識不到血糖降至危險水平的情況，麻省理工學(xué)院工程師設(shè)計了一種可植入皮下的儲存器，當(dāng)血糖水平過低時可以被觸發(fā)釋放胰高血糖素。
這是一款小型的緊急裝置，可以放置在皮膚下，如果患者的血糖過低，它就能立即發(fā)揮作用，麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系教授、麻省理工學(xué)院科赫綜合癌癥研究所和醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)研究所（IMES）成員、該研究的高級作者丹尼爾·安德森說道。我們的目標(biāo)是制造一種設(shè)備，始終準(zhǔn)備好保護患者免受低血糖的侵害。我們認為這也能幫助減輕許多患者及其父母對低血糖的恐懼。
研究人員展示了該設(shè)備還可以用于緊急情況下分發(fā)腎上腺素，腎上腺素是一種用于治療心臟病發(fā)作并可預(yù)防包括過敏性休克在內(nèi)的嚴(yán)重過敏反應(yīng)的藥物。
西達爾特·克里希南是前麻省理工學(xué)院研究科學(xué)家，現(xiàn)在是斯坦福大學(xué)電氣工程助理教授，是這項研究的首席作者，該研究于今天發(fā)表在《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》上。
為了對抗低血糖，一些患者隨身攜帶預(yù)裝好的胰高血糖素注射器，胰高血糖素是一種刺激肝臟將葡萄糖釋放到血液中的激素。然而，對于人們，尤其是兒童來說，很難知道他們何時會變得低血糖。
一些患者可以感覺到血糖低，會吃點東西或注射胰高血糖素，安德森說。但有些患者意識不到自己血糖低，可能會直接陷入混亂和昏迷。患者在睡覺時這也是一個問題，因為他們依賴于血糖傳感器的警報來在血糖危險降低時喚醒他們。
為了更容易應(yīng)對低血糖情況，麻省理工學(xué)院的團隊開始設(shè)計一個緊急裝置，這個裝置可以由使用者啟動，或者由傳感器自動觸發(fā)。
該裝置的大小約等于一枚硬幣，包含一個由3D打印聚合物制成的小藥儲。該儲藥器通過一種稱為形狀記憶合金的特殊材料密封，這種材料在加熱時可以被編程改變形狀。在這種情況下，研究人員使用了一種鎳鈦合金，在加熱到40攝氏度時，這種合金被編程從一塊平板卷曲成U形。
和許多其他蛋白質(zhì)或肽類藥物一樣，胰高血糖素容易迅速分解，因此其液體制劑無法在體內(nèi)長期儲存。相反，麻省理工學(xué)院的研究團隊制造出了該藥物的粉末版本，這種藥物在粉末狀態(tài)下可以穩(wěn)定存在更長時間，并且儲存在儲存器中直到釋放。
每個裝置可以攜帶一個或四個胰高血糖素劑量，并且還包括一個調(diào)諧到特定射頻范圍內(nèi)的天線。這使得它可以通過遠程觸發(fā)來開啟一個小電流，該電流用于加熱形狀記憶合金。當(dāng)溫度達到40度閾值時，片狀物彎曲成U形，釋放儲存室的內(nèi)容物。
由于該設(shè)備可以接收無線信號，因此也可以設(shè)計成在佩戴者的血糖水平低于某個特定值時，由血糖監(jiān)測儀觸發(fā)藥物釋放。
這種數(shù)字給藥系統(tǒng)的一個關(guān)鍵特征是它可以與傳感器進行通信，Krishnan說。在這種情況下，許多患者使用的連續(xù)血糖監(jiān)測技術(shù)是這些設(shè)備可以輕松連接的。
在糖尿病小鼠體內(nèi)植入該裝置后，研究人員利用它在動物血糖水平下降時觸發(fā)胰高血糖素的釋放。在激活藥物釋放不到10分鐘內(nèi)，血糖水平開始平穩(wěn)，使其保持在正常范圍內(nèi)，避免了低血糖的發(fā)生。
研究人員還用腎上腺素粉劑測試了該裝置。他們發(fā)現(xiàn)，在藥物釋放后的10分鐘內(nèi)，血液中的腎上腺素水平上升，心率加快。
通常情況下，當(dāng)醫(yī)療設(shè)備植入體內(nèi)時，會在設(shè)備周圍形成疤痕組織，這可能會影響設(shè)備的功能。然而，在這項研究中，研究人員展示了即使在疤痕組織形成后，他們?nèi)匀荒軌虺晒τ|發(fā)藥物釋放。
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