На острие микроиглы: «умный» браслет введет инсулин в организм без боли
Разработка ученых из Санкт-Петербурга оснащена массивом микроигл, созданных с помощью 3D-печати. Введение инсулина в организм осуществляется однократным нажатием на кнопку. Иглы микронных размеров прокалывают роговой слой кожи, подводя препарат к эпидермису или верхнему слою дермы, откуда он беспрепятственно проникает в системный кровоток. Человек при этом не будет испытывать боль, поскольку иглы не доходят до нервных окончаний. В будущем подобные браслеты могут найти массовое применение в качестве индивидуальных средств для терапии диабета, считают эксперты. Подробнее о технологии — в материале «Известий».
Как работает браслет для больных диабетом
Научная группа из СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет) разрабатывает устройства для экстренного введения инсулина в организм человека при диабете. Коллектив уже создал «умный» пластырь — микроэлектронное устройство с массивом специальных микроигл, резервуаром для лекарства и микронасосом для обеспечения его введения. В то время для получения игл инженеры сконструировали специальную установку, позволяющую получать их методом литья под давлением, но такая технология не позволила получать массив с необходимым количеством игл. Сейчас ученые смогли создать прототип более совершенного носимого компактного устройства.
— Оно представляет собой браслет с микроэлектронным прибором — массивом полых микроигл, который был получен методом 3D-печати. Основной принцип его работы заключается в разрушении кожного покрова микроиглами, за счет чего создаются каналы микронного размера, через которые лекарство поступает непосредственно к верхнему слою кожи для дальнейшего проникновения в системный кровоток. Таким образом, разработка позволяет обеспечить меньшую инвазивность и длительность проведения процедуры без участия медицинского персонала, — рассказала руководитель проекта, сотрудник Института силовой электроники и фотоники (ИСЭФ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дарья Адамович.
Для исследования функции переноса вещества через каналы микроигл был разработан специальный стенд, а также проведены испытания базовой функции массива микроигл — переноса вещества через каналы под действием управляемого давления.
Как пояснили разработчики, введение препарата (до 4 мл) в организм осуществляется однократным нажатием на кнопку. Иглы микронных размеров прокалывают роговой слой кожи, подводя препарат к эпидермису или верхнему слою дермы, откуда он беспрепятственно проникает в системный кровоток. Человек при этом не будет испытывать боль, поскольку иглы не доходят до нервных окончаний. Повреждения кожи минимальны, а заживление происходит достаточно быстро, что по сравнению с обычными инъекциями снижает риск инфицирования, а также может применяться самостоятельно и обеспечивает быстрое проникновение препарата в организм.
Как лечат сахарный диабет
Полые микроиглы обеспечивают максимальную скорость переноса вещества — до 2 мл/мин. В перспективе ученые хотят модернизировать устройство, которое будет включать не только массив полых микроигл, но и гидродинамическую систему с каналами, резервуар для препарата и глюкометр.
— Инсулиновая помпа малых размеров будет закрепляться к браслету, жидкость в которой можно будет обновлять. В настоящее время мы также рассматриваем возможность разработки конструкции, которая позволит вводить инсулин в строго определенное время и в заданном количестве, — рассказал ведущий научный сотрудник ИСЭФ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Иван Константинович Хмельницкий.
Для улучшения качества жизни больных сахарным диабетом разрабатываются различные способы доставки инсулина, рассказал «Известиям» эндокринолог Клиники инфекционных заболеваний ФБУН ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора Наталья Ерёмичева. Подкожные инъекции вызывают боль, неприятные ощущения, дискомфорт, а также могут приводить к нежелательным последствиям от неправильного введения инсулина, поэтому упор на доставку инсулина в организм направлен на малоинвазивный, безболевой метод.
— «Умный» браслет однозначно подойдет больным сахарным диабетом, которые ввиду страха инъекций отказываются от введения инсулина, или, к примеру, может возникнуть необходимость срочного введения инсулина в какие-то моменты. Но всё же основным показателем компенсации пациента можно назвать правильный расчет необходимого количества инсулина и контроль глюкозы в определенное время, — подчеркнула эндокринолог.
Сахарный диабет остается одним из самых распространенных и быстрорастущих неинфекционных заболеваний. В 2022 году ВОЗ установила пять глобальных целей по борьбе с диабетом, одна из которых — достижение стабильного контроля гликемии у 80% пациентов, поскольку более половины пациентов не получают своевременного лечения, сказала «Известиям» руководитель по медицинским исследованиям биотех-стартап студии Scanderm, участник рынка НТИ «Хелснет» Мария Сальникова.
— В этом контексте носимое устройство для введения инсулина, разработанное в СПбГЭТУ «ЛЭТИ», соответствует актуальным потребностям здравоохранения. Его ключевое преимущество — микроинвазивность, обеспечивающая безболезненность и безопасность при самостоятельном использовании, — отметила она.
Перспективная интеграция с глюкометром и автоматическим дозированием создаст автономную систему контроля диабета, снижая риски гипо- и гипергликемии, а также других осложнений, подчеркнула эксперт.
Сахарный диабет — это группа хронических заболеваний, характеризующихся высоким уровнем сахара в крови из-за недостатка инсулина или нарушения его действия. По данным Всемирной организации здравоохранения, в мире различными формами диабета страдают около половины миллиарда человек. Опасность диабета заключается в его осложнениях, которые могут привести к серьезным последствиям для здоровья, включая сердечно-сосудистые заболевания, повреждение почек, нервов, глаз или даже к летальному исходу.
Лечение диабета включает контроль уровня сахара в крови, соблюдение специальной диеты, физическую активность и применение медикаментов/инсулина.
