ETH Zürih’teki araştırmacılar, tip 2 diyabet tedavisi için implant edilebilen bir sistem geliştirdi.
Yeni Sistem ve İşleyişi
Geliştirilen sistem, vücutta glukozu glukonata dönüştüren özel bir katalizör kullanarak, fazla glukozun atılmasını sağlıyor. Laboratuvar deneylerinde, yaklaşık insan vücudundaki kan hacmine eşdeğer olan 5 litre glukoz çözeltisi kullanılarak yapılan denemelerde, cihazın glukozu beklenen şekilde dönüştürdüğü gösterildi.
Diyabetin Artan Yaygınlığı
Tip 2 diyabet, dünya genelinde giderek daha yaygın hale geliyor. Bu tür diyabet, genellikle obezite, hareketsiz yaşam tarzı ve uzun yıllar süren aşırı enerji alımı ile ilişkilidir. İnsülin iğneleri kan şekeri seviyelerini düşürse de, vücudun kronik enerji fazlasını ele almıyor. İnsülin, kas hücrelerinin kan şekerini almasına yardımcı olurken, eğer bu enerji kullanılmazsa, fazla yağ olarak depolanıyor. Bu durum, birçok hastanın tedaviye rağmen neden kilo almaya devam ettiğini açıklıyor.
Elektronik Kontrol ve Katalizör Yapısı
Martin Fussenegger liderliğindeki ekip, diyabeti elektronik kontrollü sistemlerle ele almanın yeni bir yolunu geliştirdi. Önceki yöntemler, genetik ağlar gibi biyolojik bileşenlere dayanıyordu, ancak bunlar bağışıklık toleransı, stabilite ve düzenleyici onay gibi zorluklar içeriyordu. Yeni sistem, tamamen inorganik malzemelerden oluşan bir katalizör kullanarak bu sorunların üstesinden geliyor.
Katalizör, altın nanokürecikler ile kaplanmış grafit keçe kullanıyor ve bu malzemeler deneysel çalışmada mükemmel biyouyum gösterdi. Ayrıca, cihazın içinde yer alan elektronik kontrol ünitesi, 3D yazıcı ile üretilmiş bir kasanın içinde yer alıyor ve güç, 13.56 MHz frekansı ile kablosuz olarak sağlanıyor.
Glukozun Glukonata Dönüşümü
Katalizör, kanınızdaki fazla glukozu glukonata dönüştürüyor. Bu sayede, glukoz artık metabolize edilmediği için dokularda depolanmıyor ve vücut yağının birikimi de sınırlanmış oluyor. Glukonat daha sonra idrarla dışarı atılıyor. Katalizör, kapalı döngü sistemi ile kablosuz olarak kontrol ediliyor.
Laboratuvar Deneyleri ve Sonuçlar
Fussenegger’in ekibi, sistemi 5 litre glukoz içeren besin çözeltisi bulunan bir rezervuarda test etti ve glukozun bu hacimde dönüştürülebileceğini gösterdi. Ayrıca diyabetik farelerde de sistem test edildi ve bu farelerin kan şekerinin hassas bir şekilde düzenlenebildiği görüldü. Fareler kilo kaybetti, implant iyi tolere edildi ve altı haftalık süreçte güvenilir bir şekilde çalıştı. Fussenegger, sistemin çok düşük voltajda çalıştığını ve deneylerde elektriksel veya termal etkilerden kaynaklanan doku hasarı bulgusu olmadığını belirtti.
Gelecek Planları ve Paradigma Değişimi
Fussenegger, bu yaklaşımı geleneksel ilaçlardan elektronik kontrollü tedavilere geçişin bir paradigma değişimi olarak görüyor. “On yıllardır diyabeti, vücudun glukozu nasıl yöneteceği konusunda bilgilendirerek tedavi ettik. Artık glukozu doğrudan kontrol edebileceğimizi, ilaçlar yerine elektronik ile yapabileceğimizi gösteriyoruz” dedi. Ekip, sistemi bir tıbbi cihaz haline dönüştürmeyi planlıyor. Glukozu düşüren mekanizmanın hücreler veya enzimler olmadan çalışması, teknik gelişim süreçlerini daha basit hale getirebilir.
Bu tür bir cihazın inşasında gerekli olan bileşenler, dış kontrol ve kablosuz güç iletim cihazları da dahil olmak üzere, zaten geliştirilmiş ve ticari olarak temin edilebilir durumdadır.
