科学家开发能释放胰岛素的植入物原型 有望让糖尿病患者摆脱注射的困扰

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胰腺中的β细胞的工作是感知血糖水平的峰值，并通过产生和释放胰岛素来做出反应，帮助身体代谢葡萄糖。但在糖尿病患者中，这些细胞已经不能正常发挥这一功能，导致健康受到严重影响。这个问题通常可以通过监测血液中的血糖水平，定期注射胰岛素来解决。但注射胰岛素并不是一件很愉快的事情，所以ETH团队研究了其他的方法。

他们最终研发的结果是一种可以远程激活的小型设备，可以按需释放胰岛素。一边是一个包含工程化的人类β细胞的胶囊，连接到控制它们的印刷电路板（PCB）上。当印刷电路板被无线电信号激活时，会发出电信号，刺激β细胞中的钙和钾通道。从而触发胰岛素基因的表达，在几分钟内释放出胰岛素。

这种装置可以植入到糖尿病患者的皮下。β细胞可以按需释放胰岛素，由病人、医生或在预设的时间自动控制。研究小组通过将该设备植入1型糖尿病小鼠的皮肤下，对其进行了测试。研究人员能够无线控制胰岛素的释放，在激活后的10分钟内达到峰值。该装置足以使小鼠体内的血糖水平恢复正常。

“我们很早就想用电直接控制基因的表达，现在终于成功了，”首席研究员Martin Fussenegger说。“这样的设备将使人们能够完全融入数字世界，成为物联网的一部分--甚至可以说是‘体联网’。”

当然，这就提出了重要的生物设备被恶意方入侵的遥远可能性。该团队表示，安全防范措施需要落实到最终设备上。这也不是唯一需要克服的障碍--β细胞每隔三周左右就要更换一次。在目前的版本中，该团队附加了两个 “填充颈”，以增加更多的内容，但从长远来看，这并不实用。如果要想让它进入人体测试，还需要一个更有用的解决方案。

与此同时，其他类似的技术也在开发中。一些研究人员使用可以用光脉冲或其他电磁波激活的β细胞，而另一些研究人员则使用含有β细胞的微针贴片。

这项研究发表在《科学》杂志上。