麻省理工學院的可植入設備釋放胰高血糖素治療低血糖 這一成果如何申請專利
專利代理 發布時間：2025-07-10 12:58:05 瀏覽: 次
針對患者可能意識不到血糖降至危險水平的情況，麻省理工學院工程師設計了一種可植入皮下的儲存器，當血糖水平過低時可以被觸發釋放胰高血糖素。
這是一款小型的緊急裝置，可以放置在皮膚下，如果患者的血糖過低，它就能立即發揮作用，麻省理工學院化學工程系教授、麻省理工學院科赫綜合癌癥研究所和醫學工程與科學研究所（IMES）成員、該研究的高級作者丹尼爾·安德森說道。我們的目標是制造一種設備，始終準備好保護患者免受低血糖的侵害。我們認為這也能幫助減輕許多患者及其父母對低血糖的恐懼。
研究人員展示了該設備還可以用于緊急情況下分發腎上腺素，腎上腺素是一種用于治療心臟病發作并可預防包括過敏性休克在內的嚴重過敏反應的藥物。
西達爾特·克里希南是前麻省理工學院研究科學家，現在是斯坦福大學電氣工程助理教授，是這項研究的首席作者，該研究于今天發表在《自然·生物醫學工程》上。
為了對抗低血糖，一些患者隨身攜帶預裝好的胰高血糖素注射器，胰高血糖素是一種刺激肝臟將葡萄糖釋放到血液中的激素。然而，對于人們，尤其是兒童來說，很難知道他們何時會變得低血糖。
一些患者可以感覺到血糖低，會吃點東西或注射胰高血糖素，安德森說。但有些患者意識不到自己血糖低，可能會直接陷入混亂和昏迷。患者在睡覺時這也是一個問題，因為他們依賴于血糖傳感器的警報來在血糖危險降低時喚醒他們。
為了更容易應對低血糖情況，麻省理工學院的團隊開始設計一個緊急裝置，這個裝置可以由使用者啟動，或者由傳感器自動觸發。
該裝置的大小約等于一枚硬幣，包含一個由3D打印聚合物制成的小藥儲。該儲藥器通過一種稱為形狀記憶合金的特殊材料密封，這種材料在加熱時可以被編程改變形狀。在這種情況下，研究人員使用了一種鎳鈦合金，在加熱到40攝氏度時，這種合金被編程從一塊平板卷曲成U形。
和許多其他蛋白質或肽類藥物一樣，胰高血糖素容易迅速分解，因此其液體制劑無法在體內長期儲存。相反，麻省理工學院的研究團隊制造出了該藥物的粉末版本，這種藥物在粉末狀態下可以穩定存在更長時間，并且儲存在儲存器中直到釋放。
每個裝置可以攜帶一個或四個胰高血糖素劑量，并且還包括一個調諧到特定射頻范圍內的天線。這使得它可以通過遠程觸發來開啟一個小電流，該電流用于加熱形狀記憶合金。當溫度達到40度閾值時，片狀物彎曲成U形，釋放儲存室的內容物。
由于該設備可以接收無線信號，因此也可以設計成在佩戴者的血糖水平低于某個特定值時，由血糖監測儀觸發藥物釋放。
這種數字給藥系統的一個關鍵特征是它可以與傳感器進行通信，Krishnan說。在這種情況下，許多患者使用的連續血糖監測技術是這些設備可以輕松連接的。
在糖尿病小鼠體內植入該裝置后，研究人員利用它在動物血糖水平下降時觸發胰高血糖素的釋放。在激活藥物釋放不到10分鐘內，血糖水平開始平穩，使其保持在正常范圍內，避免了低血糖的發生。
研究人員還用腎上腺素粉劑測試了該裝置。他們發現，在藥物釋放后的10分鐘內，血液中的腎上腺素水平上升，心率加快。
通常情況下，當醫療設備植入體內時，會在設備周圍形成疤痕組織，這可能會影響設備的功能。然而，在這項研究中，研究人員展示了即使在疤痕組織形成后，他們仍然能夠成功觸發藥物釋放。
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