Ультразвук и наночастицы могут помочь диабетикам избежать уколов

Новая технология на основе наночастиц для регуляции уровня сахара в крови может дать пациентам возможность безболезненно высвобождать инсулин с помощью небольшого ультразвукового устройства, позволяя делать инъекции раз в несколько дней вместо ежедневных многократных уколов. Метод разработан исследователями из Университета штата Северная Каролина и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле.

Как работает технология

Техника включает инъекцию биосовместимых и биоразлагаемых наночастиц в кожу пациента. Частицы изготовлены из поли(молочной-со-гликолевой) кислоты (PLGA) и заполнены инсулином.

Каждая наночастица PLGA получает либо положительно заряженное покрытие из хитозана (биосовместимый материал из панцирей креветок), либо отрицательно заряженное покрытие из альгината (биосовместимый материал из морских водорослей). При смешивании растворов противоположно заряженные покрытия притягиваются электростатической силой, образуя "нано-сеть". Эта сеть удерживает частицы вместе после инъекции в подкожный слой кожи, не давая им рассеяться по телу.

Пористые наночастицы PLGA начинают высвобождать инсулин, который удерживается в своеобразном резервуаре в подкожном слое электростатической силой нано-сети. Таким образом создается доза инсулина, ожидающая доставки в кровоток.

Безболезненная активация ультразвуком

Вместо новой инъекции пациент использует небольшое портативное устройство для применения сфокусированных ультразвуковых волн на область нано-сети. Это безболезненно высвобождает инсулин из резервуара в кровоток.

Исследователи полагают, что ультразвуковые волны возбуждают микроскопические пузырьки газа в ткани, временно нарушая нано-сеть. Это ослабляет электростатическую силу, удерживающую инсулин, и ускоряет его поступление в кровь. После прекращения ультразвука сеть восстанавливается, а частицы продолжают диффундировать инсулин, пополняя резервуар.

Результаты и перспективы

• Доказательство концепции получено в тестах на лабораторных мышах с диабетом 1 типа.
• Технология обеспечивает быстрое высвобождение инсулина в кровоток.
• Одна инъекция нано-сети может регулировать уровень глюкозы в крови до 10 дней.
• После истощения инсулина требуется новая инъекция наночастиц. Предыдущая сеть растворяется и полностью абсорбируется организмом в течение нескольких недель.

Как отмечает доктор Чжэнь Гу, старший автор исследования, это большой шаг к более безболезненному методу поддержания здорового уровня сахара в крови для диабетиков.