۲۳ اکتبر ۲۰۲۶- دیابت نوع ۲ در سراسر جهان رو به افزایش است. برخلاف دیابت نوع ۱، این بیماری اغلب با چاقی، سبک زندگی کم‌تحرک و مصرف بیش از حد انرژی در طول سالیان متمادی مرتبط است. اگرچه تزریق انسولین می‌تواند سطح قند خون را کاهش دهد، اما با ماجرای مازاد انرژی مزمن در بدن مقابله نمی‌کند. انسولین صرفاً به سلول‌های عضلانی کمک می‌کند تا گلوکز را از جریان خون جذب کنند، اما اگر بدن از آن انرژی استفاده نکند، مازاد آن به چربی تبدیل می‌شود. این موضوع توضیح می‌دهد که چرا بسیاری از بیماران با وجود درمان، همچنان به افزایش وزن خود ادامه می‌دهند.
اکنون، تیمی به سرپرستی پروفسور مارتین فوسنگر، روش جدیدی را برای درمان دیابت توسعه داده است: یک سیستم قابل کاشت که از یک کاتالیزور با نیروی الکتریکی برای کاهش گلوکز خون استفاده می‌کند. فوسنگر استاد بخش علوم و مهندسی زیست‌سیستم ETH Zurichدر بازل است و یافته‌های این تیم در نشریه Scienceمنتشر شده است.
رویکرد جدید: استفاده از الکترونیک به جای زیست‌مولکول‌ها
سال‌هاست که این تیم تحقیقاتی در بازل در حال بررسی راه‌های مقابله با دیابت از طریق سیستم‌های تنظیم‌کننده قند خون است. رویکردهای قبلی بر شبکه‌های ژنتیکی با طراحی خاص متکی بودند. با این حال، این سیستم‌ها به اجزای بیولوژیکی وابسته هستند که چالش‌های اضافی مانند تحمل ایمنی، پایداری، ساخت و تأییدیه های نظارتی را به همراه دارند.
تیم تحقیق، با ساخت یک سطح نانوساختاری کاتالیزوری که کاملاً از مواد غیرآلی ساخته شده است، از این مشکل عبور می‌کند؛ کاتالیزوری که به هیچ سلول، آنزیم یا سایر اجزای بیولوژیکی نیاز ندارد. این سیستم شامل لایه بستر گرافیتی است که با نانوخوشه‌های طلا پوشانده شده و خود این نانوخوشه‌ها با ذرات کوچک‌تر پلاتین تزئین شده‌اند.
پروفسور فوسنگر توضیح داد: این مواد در مطالعۀ تجربی، زیست‌سازگاری بسیار خوبی از خود نشان دادند. این ایمپلنت همچنین حاوی یک واحد کنترل الکترونیکی است که در یک محفظه ساخته شده با چاپ سه‌بعدی قرار دارد. توان مورد نیاز به‌صورت بی‌سیم و با فرکانس ۱۳.۵۶ مگاهرتز تأمین می‌شود که فرکانس استاندارد بین‌المللی برای کاربردهای صنعتی، علمی و پزشکی است.
تبدیل گلوکز به گلوکونات
این کاتالیزور، گلوکز مازاد در خون را به گلوکونات تبدیل می‌کند. این بدان معناست که بخشی از گلوکز دیگر متابولیزه نشده و در بافت‌ها ذخیره نمی‌شود، که این امر به محدود کردن تجمع چربی بدن نیز کمک می‌کند. سپس گلوکونات از طریق ادرار دفع می‌شود.
کاتالیزور از طریق یک سیستم «حلقه بسته (closed-loop)» به‌صورت بی‌سیم کنترل می‌شود. یک حسگر استاندارد گلوکز (مانند همان‌هایی که افراد مبتلا به دیابت معمولاً در بازوی خود می‌بندند)، به‌طور مداوم سطح گلوکز را در بافت پایش می‌کند.
این حسگر اگر سطح قند خون پس از غذا بیش از حد بالا برود، سیگنالی را از طریق بلوتوث به یک گوشی هوشمند یا ساعت هوشمند ارسال می‌کند. دستگاه هوشمند سپس کاتالیزور را فعال می‌کند که از انرژی الکتریکی برای تبدیل گلوکز استفاده می‌کند. زمانی که سطح قند خون به سطح مطلوب رسید، دستگاه به‌طور خودکار خاموش می‌شود تا از افت شدید و خطرناک قند خون (هیپوگلیسمی) در بیماران جلوگیری کند.
موفقیت در آزمایش بر روی موش‌ها
در یک آزمایش آزمایشگاهی، تیم پروفسور فوسنگر این سیستم را در یک مخزن حاوی ۵ لیتر محلول مغذی حاوی گلوکز آزمایش کردند (تقریباً معادل حجم خون در بدن انسان). این آزمایش نشان داد که کاتالیزور قادر به تبدیل گلوکز در این حجم از محلول است.
محققان همچنین سیستم را در موش‌های دیابتی آزمایش کرده و دریافتند که سطح قند خون حیوانات را می‌توان به‌دقت تنظیم کرد. موش‌ها کاهش وزن داشتند، ایمپلنت به‌خوبی تحمل شد و سیستم در طول یک دوره شش‌هفته‌ای به‌طور قابل‌اطمینانی عمل کرد.
پروفسور فوسنگر، گفت: «این سیستم در ولتاژ بسیار پایینی کار می‌کند و آزمایش‌های ما هیچ نشانه‌ای از آسیب بافتی ناشی از اثرات الکتریکی یا حرارتی نشان ندادند.» این تیم هنوز دستگاه را روی انسان آزمایش نکرده است.
تغییر پارادایم: از داروهای متداول به یک دستگاه الکترونیکی
پروفسور فوسنگر این رویکرد را یک تغییر پارادایم از داروهای متداول به سمت درمان‌های قابل مقیاس‌بندی و کنترل‌شونده با الکترونیک می‌بیند که می‌توانند با محیط‌های دیجیتال مانند اینترنت اشیاء (IoT) ادغام شوند.
او گفت: «برای دهه‌ها، ما دیابت را با دستور دادن به بدن برای مدیریت گلوکز درمان کردیم. اکنون نشان می‌دهیم که می‌توانیم مستقیماً کنترل گلوکز را با استفاده از الکترونیک، به جای دارو، به دست بگیریم. علاوه بر این، کاتالیزور تنها زمانی فعال می‌شود که سطح گلوکز بیش از حد بالا باشد.»
این تیم اکنون قصد دارد این سیستم را به یک ابزار پزشکی تبدیل کند. از آنجایی که مکانیسم کاهش گلوکز بدون نیاز به سلول یا آنزیم کار می‌کند، توسعه فنی آن می‌تواند ساده‌تر باشد. مزیت دیگر این است که اجزای مورد نیاز برای ساخت چنین دستگاهی، از جمله کنترل خارجی و دستگاه‌های انتقال توان بی‌سیم، قبلاً توسعه یافته و در بازار موجود هستند.
منبع:
https://medicalxpress.com/news/2026-10-tackling-diabetes-electronic-implant-tiny.html