การศึกษาพบว่าแผ่นแปะใหม่ที่ไม่เจ็บปวดสามารถลดระดับน้ำตาลในเลือดในรูปแบบเมาส์ที่เป็นเบาหวานชนิดที่ 1 ได้นานถึงเก้าชั่วโมง แผ่นแปะอินซูลิน 'อัจฉริยะ' ที่สามารถตรวจจับการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำตาลในเลือดและปริมาณอินซูลินที่หลั่งเข้าสู่กระแสเลือดสามารถทดแทนการฉีดที่เจ็บปวดสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวานได้ นักวิทยาศาสตร์กล่าว
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ธแคโรไลนาและมหาวิทยาลัยแห่งรัฐ NC ได้พัฒนาแผ่นแปะ ซึ่งเป็นสี่เหลี่ยมเล็กๆ ไม่ใหญ่กว่าเพนนี ซึ่งหุ้มด้วยเข็มขนาดเล็กกว่าร้อยเข็ม แต่ละอันมีขนาดเท่ากับขนตา
ผลการศึกษาซึ่งตีพิมพ์ใน Proceedings of the National Academy of Sciences พบว่ารูปแบบใหม่ที่ไม่เจ็บปวด
แผ่นแปะสามารถลดระดับน้ำตาลในเลือดในหนูเมาส์ที่เป็นเบาหวานชนิดที่ 1 ได้นานถึงเก้าชั่วโมง
เราได้ออกแบบแผ่นแปะสำหรับโรคเบาหวานที่ทำงานได้อย่างรวดเร็ว ใช้งานง่าย และทำจากปลอดสารพิษและเข้ากันได้ทางชีวภาพ
วัสดุกล่าวว่าผู้ร่วมเขียนอาวุโส Zhen Gu ศาสตราจารย์ในแผนกวิศวกรรมชีวการแพทย์ร่วม UNC/NC กล่าว
ทั้งระบบสามารถปรับให้เข้ากับน้ำหนักของผู้ป่วยเบาหวานและความไวต่ออินซูลินได้ เพื่อให้เราสามารถทำให้แพทช์อัจฉริยะฉลาดขึ้นได้ Gu กล่าว
ภาพต้นเงิน
สำหรับการศึกษา Gu และเพื่อนร่วมงานของเขาเลือกที่จะเลียนแบบเครื่องกำเนิดอินซูลินตามธรรมชาติของร่างกายที่เรียกว่าเบต้าเซลล์ เซลล์สารพัดประโยชน์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นทั้งโรงงานและโกดัง โดยผลิตและเก็บอินซูลินไว้ในถุงเล็กๆ ที่เรียกว่าถุงน้ำ
เราสร้างถุงน้ำเทียมเพื่อทำหน้าที่เดียวกันนี้โดยใช้วัสดุสองชนิดที่สามารถพบได้ง่ายในธรรมชาติ Jiching Yu นักศึกษาปริญญาเอกในห้องทดลองของ Gu กล่าว
ประการแรกคือกรดไฮยาลูโรนิกหรือ HA ซึ่งเป็นสารธรรมชาติที่พบในเครื่องสำอางหลายชนิด ประการที่สองคือ 2-nitroimidazole หรือ NI ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ใช้ในการวินิจฉัย
นักวิจัยเชื่อมโยงทั้งสองเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโมเลกุลใหม่โดยมีปลายด้านหนึ่งเป็นน้ำหรือชอบน้ำ
และสิ่งที่กลัวน้ำหรือไม่ชอบน้ำ
แมลงในพืช ยาสามัญประจำบ้าน
ส่วนผสมของโมเลกุลเหล่านี้ประกอบตัวเองเป็นถุงน้ำ คล้ายกับการรวมตัวของหยดน้ำมันในน้ำ โดยที่ปลายไม่ชอบน้ำชี้เข้าด้านในและปลายที่ชอบน้ำชี้ออกไปด้านนอก
ผลที่ได้คือโครงสร้างคล้ายฟองอากาศหลายล้านชิ้น แต่ละอันเล็กกว่าความกว้างของเส้นผมมนุษย์ 100 เท่า นักวิจัยได้ใส่แกนของอินซูลินที่เป็นของแข็งและเอ็นไซม์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อตรวจจับกลูโคสในแต่ละถุงเหล่านี้
ในการทดลองในห้องปฏิบัติการ เมื่อระดับน้ำตาลในเลือดสูงขึ้น กลูโคสส่วนเกินจะเข้าไปสะสมในถุงน้ำเทียม NS
เอนไซม์จะเปลี่ยนกลูโคสเป็นกรดกลูโคนิก และใช้ออกซิเจนอยู่ตลอดเวลา
หนอนผีเสื้อสีเขียวตัวใหญ่มีเขา
การขาดออกซิเจนหรือการขาดออกซิเจนส่งผลให้โมเลกุล NI ที่ไม่ชอบน้ำจะเปลี่ยนเป็น hydrophilic ทำให้ถุงน้ำแตกตัวอย่างรวดเร็วและส่งอินซูลินเข้าสู่กระแสเลือด
จากนั้นนักวิจัยจึงตัดสินใจที่จะรวมลูกบอลของวัสดุที่ปล่อยอินซูลินที่ตรวจจับน้ำตาลเหล่านี้ไว้ในเข็มขนาดเล็กจำนวนมาก
Gu ได้สร้าง microneedles เหล่านี้โดยใช้กรดไฮยาลูโรนิกเดียวกันกับที่เป็นส่วนประกอบหลักของอนุภาคนาโน เฉพาะในรูปแบบที่แข็งกว่าเท่านั้น
จากนั้นนักวิจัยได้จัดเรียงเข็มขนาดเล็กกว่าร้อยเข็มบนแถบซิลิกอนบาง ๆ เพื่อสร้างสิ่งที่ดูเหมือนเตียงเล็บขนาดเล็กที่ไม่เจ็บปวด