Разработан имплант, который превращает избыток глюкозы в крови в электричество

Исследователи разработали имплантируемый топливный элемент, который вырабатывает электричество из избытка глюкозы в крови. Устройство предназначено для лечения диабета 1-го типа.

Биоинженеры из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) разработали прототип топливного элемента, который имплантируется под кожу и преобразует сахар крови в электрическую энергию. Энергия используется для производства инсулина с помощью капсулы, содержащей искусственные бета-клетки. Установка помогает справиться с сахарным диабетом 1-го типа.

Топливный элемент состоит из анода из наночастиц на основе меди. Он расщепляет глюкозу на глюконовую кислоту и протон для выработки электричества, которое приводит в движение электрическую цепь. Устройство завернуто в нетканый материал и покрыто альгинатом, биосовместимым продуктом из экстракта водорослей. 

Готовый топливный элемент напоминает чайный пакетик, но его можно имплантировать под кожу человека. Альгинат впитывает жидкость организма и позволяет глюкозе проходить из ткани в топливный элемент внутри.

Исследователи соединили этот источник электричества с разработанной ранее капсулой, содержащей искусственные бета-клетки. Они имитируют работу эндокринной части поджелудочной железы, которая производит инсулин. Искусственные клетки можно стимулировать к выработке и секреции гормона с помощью электрического тока или синего светодиодного света.

Схема, иллюстрирующая работу устройства при испытаниях на мышах. Имплант активирует производство инсулина при росте уровне глюкозы в крови, гормон снижает уровень сахара в крови, после этого питание отключается и выработка инсулина прекращается. Изображение: Maity D, et al, Adv. Mater.

Готовая система совмещает выработку энергии и контролируемую подачу инсулина. Как только топливный элемент регистрирует избыток глюкозы, он начинает генерировать энергию. Затем эта электрическая энергия используется для стимуляции клеток, которая приводит к выработке и высвобождению инсулина. В результате уровень сахара в крови падает до нормального уровня.

При диабете 1 типа организм вырабатывает недостаточно инсулина. Это означает, что пациенты должны получать гормон извне, чтобы регулировать уровень сахара в крови. Как правило, для этого используют инсулиновые помпы, которые прикрепляются непосредственно к телу. Эти устройства требуют надежного источника энергии, как правило, используются батарейки. Исследователи полагают, что автономная имплантируемая система может стать удобной альтернативой для пациентов с таким типом диабета.


Читать далее:

Биологи узнали, как раковые клетки ускользают от иммунной системы

Ключевую теорию квантовой физики наконец-то доказали. Главное

Названы продукты, которые защищают мозг от деменции, и когда надо их употреблять

На обложке: прототип имплантируемого топливного элемента. Изображение: Fussenegger Lab, ETH Zurich

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука