Ученые создали первый биоэлектронный имплант для контроля диабета

Биоинженеры создали имплант ECHO, который в течение часа нормализует сахар в крови с помощью электрохимической реакции.

Команда специалистов из ETH Zurich и Лионского университета представила всеобщему вниманию революционный продукт — биомедицинский гаджет ECHO (Electrocatalytic Closed-Loop Health Optimisation). Это, в свою очередь, первый в мире прототип электронного импланта, который аппаратно утилизирует излишки глюкозы в самом организме без применения инсулина. Результаты тестов уже опубликованы в журнале Science.

Принцип работы устройства

В то время как простые инсулиновые помпы дозируют подачу лекарственных препаратов в кровь, этот электронный имплант буквально перехватывает и уничтожает излишки сахара в месте установки, превращая их в глюконовую кислоту. Но как же работает само превращение? Тут в дело вступает электроокисление. Схема данного процесса выглядит следующим образом:

• CGM-сенсор в реальном времени мониторит состояние крови

• При отклонении от нормы и зафиксировав гипергликемию, датчик посылает команду на смартфон для активации импланта

• ECHO принимает сигнал и заряжается через радиоканал на частоте 13,56 МГц

• На электроды подается низкое напряжение 0,75 V с силой тока в 10 мА, что запускает процесс окисления

• Излишки глюкозы расщепляются, превращаясь в простой глюконат, который не усваивается тканями и выводится из организма через почки

Результаты контрольных тестов

Около 6 недель проводилось исследование на подопытных мышах с диабетом 2-го типа. Всего за 60-90 минут при запуске имплантов показатели сахара в крови стабилизировались. Так как электрические манипуляции оперативно утилизировали избыток углеводов, масса тела подопытных животных начала снижаться. Любопытно то, что у них зафиксировали еще и падение триглицеридов, а также общую нормализацию метаболизма. За весь период исследований у мышей не выявились признаки воспаления тканей или гипогликемии (критического падения сахара).

Сами разработчики говорят, что до тестов на людях должно пройти немало времени в связи с проверками на безопасность. Однако ECHO продемонстрировал технологический прорыв электронной медицины, где для коррекции состояния здоровья используются электрохимические процессы.

Источник: https://ethz.ch/en.html