پژوهشگران مؤسسه فناوری فدرال زوریخ (ETH Zurich) ایمپلنت الکترونیکی جدیدی ساخته‌اند که می‌تواند قند اضافی را به‌طور مستقیم به ترکیب دیگری تبدیل کند. این فناوری آزمایشی که برای کمک به درمان دیابت نوع ۲ توسعه یافته، به‌جای استفاده از انسولین یا داروهای رایج، از یک واکنش شیمیایی کنترل‌شده با برق برای کاهش گلوکز استفاده می‌کند.
براساس گزارش رسمی ETH Zurich، نتایج این پژوهش در ۲۲ اکتبر ۲۰۲۶ در مجله علمی Science منتشر شده است. دستگاه در آزمایش‌های آزمایشگاهی و روی موش‌های مبتلا به دیابت عملکرد امیدوارکننده‌ای داشته، اما هنوز روی انسان آزمایش نشده است.
ایمپلنت جدید چگونه قند خون را کاهش می‌دهد؟
مهم‌ترین ویژگی این ایمپلنت، تبدیل گلوکز اضافی به ترکیبی به نام گلوکونات است.
در حالت طبیعی، گلوکز یکی از منابع اصلی انرژی بدن محسوب می‌شود. بااین‌حال، افزایش طولانی‌مدت آن در خون می‌تواند به بافت‌ها و اندام‌های مختلف آسیب برساند.
ایمپلنت جدید با استفاده از یک کاتالیزور الکتریکی، بخشی از گلوکز اضافی را به گلوکونات تبدیل می‌کند. به گفته پژوهشگران، گلوکونات تولیدشده می‌تواند از طریق ادرار دفع شود و به این ترتیب، بخشی از قند اضافی از چرخه ذخیره‌سازی انرژی بدن خارج می‌شود.
این رویکرد با روش‌های متداول کنترل دیابت تفاوت دارد؛ زیرا به‌جای تغییر نحوه پاسخ سلول‌ها به انسولین، مستقیماً روی مولکول‌های گلوکز اثر می‌گذارد.
استفاده از طلا و پلاتین در ساخت ایمپلنت ضد دیابت
پژوهشگران برای ساخت کاتالیزور دستگاه از ساختاری مبتنی بر نمد گرافیتی استفاده کرده‌اند که با خوشه‌های نانومتری طلا و ذرات کوچک‌تر پلاتین پوشیده شده است.
این ساختار امکان انجام واکنش الکتروشیمیایی موردنظر را فراهم می‌کند.
یکی از مزیت‌های مهم فناوری جدید، بی‌نیازی آن از سلول‌های زنده و آنزیم‌ها برای تبدیل گلوکز است. چنین ویژگی‌ای ممکن است در آینده توسعه و نگهداری دستگاه را ساده‌تر کند.
ایمپلنت همچنین به یک واحد کنترل الکترونیکی مجهز شده که درون محفظه‌ای ساخته‌شده با چاپ سه‌بعدی قرار دارد.
انرژی موردنیاز دستگاه به‌صورت بی‌سیم و با استفاده از فرکانس ۱۳٫۵۶ مگاهرتز تأمین می‌شود.
کنترل خودکار قند خون با گوشی هوشمند
سیستم طراحی‌شده توسط محققان ETH Zurich می‌تواند به یک حسگر پایش مداوم گلوکز متصل شود.
این حسگر، مشابه نمونه‌هایی که بیماران دیابتی روی بازوی خود نصب می‌کنند، سطح گلوکز را به‌طور پیوسته اندازه‌گیری می‌کند.
هنگامی که قند خون پس از غذا افزایش پیدا کند، اطلاعات از طریق بلوتوث به گوشی هوشمند یا ساعت هوشمند منتقل می‌شود.
سپس دستگاه هوشمند فرمان فعال‌شدن کاتالیزور را صادر می‌کند تا فرایند تبدیل گلوکز آغاز شود.
زمانی که سطح گلوکز به محدوده هدف برسد، سیستم به‌طور خودکار خاموش می‌شود. این سازوکار حلقه‌بسته برای کاهش احتمال افت بیش‌ازحد قند خون طراحی شده است.
نتایج امیدوارکننده آزمایش ایمپلنت روی موش‌ها
پژوهشگران ابتدا عملکرد کاتالیزور را در مخزنی حاوی پنج لیتر محلول دارای گلوکز بررسی کردند؛ حجمی که تقریباً با مقدار خون بدن یک انسان بزرگسال برابری می‌کند.
نتایج نشان داد کاتالیزور می‌تواند گلوکز موجود در این حجم از محلول را به ترکیب موردنظر تبدیل کند.
در مرحله بعد، سیستم روی موش‌های مبتلا به دیابت آزمایش شد.
به گفته محققان، دستگاه توانست سطح قند خون حیوانات را تنظیم کند. همچنین در طول دوره شش‌هفته‌ای آزمایش، کاهش وزن در موش‌ها مشاهده شد.
ایمپلنت در این مدت عملکرد پایداری داشت و به‌خوبی تحمل شد. پژوهشگران نیز در بررسی‌های خود نشانه‌ای از آسیب بافتی ناشی از اثرات الکتریکی یا حرارتی دستگاه مشاهده نکردند.
البته این نتایج به معنای تأیید ایمنی بلندمدت ایمپلنت یا اثربخشی آن در انسان نیست.
تفاوت ایمپلنت جدید با درمان‌های رایج دیابت چیست؟
درمان‌های متداول دیابت نوع ۲ معمولاً با هدف بهبود پاسخ بدن به انسولین، افزایش ترشح آن یا کمک به دفع گلوکز انجام می‌شوند.
اما ایمپلنت جدید مسیر متفاوتی را دنبال می‌کند و با استفاده از یک واکنش الکتروشیمیایی، گلوکز را مستقیماً به ماده دیگری تبدیل می‌کند.
مارتین فوسنگر، استاد ETH Zurich و سرپرست تیم تحقیقاتی، معتقد است این رویکرد می‌تواند مسیر جدیدی برای توسعه درمان‌های الکترونیکی ایجاد کند.
بااین‌حال، فناوری جدید فعلاً یک نمونه پژوهشی است و نباید آن را جایگزینی تأییدشده برای داروهای دیابت یا انسولین دانست.
ایمپلنت کنترل قند خون چه زمانی برای انسان قابل استفاده خواهد بود؟
پژوهشگران هنوز زمان مشخصی برای آغاز استفاده انسانی یا عرضه تجاری این ایمپلنت اعلام نکرده‌اند.
پیش از ورود به مرحله درمان انسانی، باید موضوعاتی مانند ایمنی بلندمدت، دوام کاتالیزور، سازگاری با بافت‌های بدن و توانایی دستگاه در مدیریت قند خون انسان بررسی شوند.
تیم تحقیقاتی قصد دارد فناوری فعلی را به یک وسیله پزشکی قابل استفاده تبدیل کند.
اگر آزمایش‌های آینده موفقیت‌آمیز باشند، این ایمپلنت می‌تواند به یکی از روش‌های مکمل کنترل دیابت نوع ۲ تبدیل شود؛ روشی که ترکیبی از الکترونیک، فناوری نانو و پایش هوشمند سلامت را به کار می‌گیرد.
دیدگاه‌ها