马丁·富森内格尔领导的研究团队在《科学》上报告了一种无机、无线供电的植入装置,可将葡萄糖转化为经尿液排出的葡萄糖酸盐;目前仅在小鼠中测试,尚未用于人体。

据发表在《科学》杂志上的研究和该校的新闻稿,苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员介绍了一种实验性电子植入装置,无需胰岛素或传统药物即可降低血糖。该团队由巴塞尔生物系统科学与工程系的马丁·富森内格尔领导,用石墨毡制成催化剂,表面覆盖微小的金簇,金簇上又涂有更小的铂颗粒。通电后,这一表面将葡萄糖转化为葡萄糖酸盐,人体可经尿液排出这种物质。与该团队此前基于基因工程网络的设计不同,这种催化剂不含活细胞或酶,研究人员称这可能缓解免疫相容性、稳定性、生产和监管审批方面的问题。

该系统以闭环方式运行。一种类似佩戴在上臂的传统葡萄糖传感器测量组织中的葡萄糖,并通过蓝牙将数据发送到智能手机或智能手表。当血糖过高时,例如餐后,连接的设备会启动植入装置,装置通过3D打印外壳内的电子控制器以13.56兆赫的频率无线获取能量。葡萄糖回到目标范围后,植入装置自动关闭,目的是防止血糖降得过低。由于转化的葡萄糖被排出而非储存,作者认为这种方法还可能限制脂肪堆积,而胰岛素无法解决这一问题。

在实验室测试中,催化剂转化了5升营养液中的葡萄糖,这大致相当于成年人的血液量。在糖尿病小鼠中,植入装置精确调节了血糖,动物体重在六周内下降,其间装置持续工作且耐受良好。富森内格尔表示,这一低电压系统没有显示出电效应或热效应造成组织损伤的迹象。该装置尚未在人体中测试,还需要更多研究来确定它对人是否安全有效。团队的下一个目标是把它开发成适合临床试验的医疗器械。