Сахарный диабет – группа хронических заболеваний с высоким содержанием сахара в крови из-за недостатка инсулина или нарушений его действия. По данным Всемирной организации здравоохранения, различными формами диабета страдают около половины миллиарда человек. Опасность диабета состоит в осложнениях, которые могут привести к серьёзным последствиям для здоровья: сердечно-сосудистым заболеваниям, повреждению почек, нервов, глаз, а также к летальному исходу.
Лечение сахарного диабета включает контроль уровня глюкозы в крови, специальное питание, физическую нагрузку или медикаменты/инсулин. Существуют разные типы диабета, каждый требующий индивидуального подхода к лечению и контролю состояния. При диабете 1-го типа, а также на поздних стадиях диабета 2-го типа и гестационном диабете, развивающемся во время беременности, может понадобиться инсулинотерапия.
Современные технологии для управления диабетом, например системы контроля сахара крови и инсулиновые помпы, заметно повышают качество жизни, но стоят дорого и не всегда удобны при длительном применении.
Из-за этих причин нужны более практичные и доступные варианты для улучшения контроля над диабетом. «Умные» технологии, которые могут встраиваться в одежду или обычные аксессуары, представляют перспективу. Такие устройства способны собирать сведения о состоянии здоровья человека, а при необходимости – доставлять лекарства прямо в организм и оперативно уведомлять о любых признаках плохого самочувствия.
Ученые Института силовой электроники и фотоники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» продолжительное время занимаются разработкой устройства для экстренного введения инсулина при диабете. Недавно исследователи разработали… «умный» пластырь Это микроэлектронное устройство с массивом микроигл, резервуаром для лекарства и микронасосом для его введения. Для получения игл изготовили специальную установку, позволяющую делать их методом литья под давлением. Но такая технология не давала массива с нужным количеством игл.
Мы разработали прототип компактного носимого устройства – браслета с микроэлектронным прибором. Это массив полых микроигл, произведенных методом 3D-печати. Принцип работы заключается в разрушении кожного покрова и образовании каналов микронного размера для прямого попадания лекарства к верхнему слою кожи. Разработка обеспечивает меньшую инвазивность и сокращает длительность процедуры без участия медицинского персонала. Руководитель проекта, научный сотрудник ИСЭФ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дарья Сергеевна Адамович поделилась информацией.
Специальный стенд для изучения передачи веществ через каналы микроигл был создан и проведено тестирование базовой функции массива микроигл — перемещения вещества по каналам под воздействием регулируемого давления.
Ввод препарата (до 4 мл) производится одним нажатием кнопки. Микроиглы пробивают роговой слой кожи, подносят препарат к эпидермису или верхнему слою дермы, откуда он свободно попадает в кровоток. Человек не ощутит боли, так как иглы не достигают нервных окончаний. Повреждения кожи минимальны, заживление быстрое, что по сравнению с обычными инъекциями снижает риск заражения и позволяет проводить процедуру самостоятельно, обеспечивая быстрое проникновение препарата в организм.
Полые микроиглы обеспечивают максимально быстрый перенос вещества — до 2 мл/мин. Функция их заключается только в транспортировке, что позволяет доставлять жидкие лекарственные формы без необходимости перевода их в твердое состояние. Это исключает изменение нормативной документации относительно введения фармакологических средств в растворе заданной концентрации. Объем вводимого вещества зависит от размера резервуара, соединенного с каналами микроигл.
В будущем планируется модернизировать устройство, которое помимо массива полых микроигл будет включать гидродинамическую систему с каналами, резервуар для препарата и глюкометр. Компактная инсулиновая помпа крепится к браслету, жидкость в которой можно будет менять. В настоящее время также изучается возможность разработки конструкции, обеспечивающей введение инсулина в строго определенное время и заданном количестве. – поведал ведущий научный сотрудник ИСЭФ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Иван Константинович Хмельницкий.
Разработка устройств для диагностики и лечения опасных болезней — результат многолетних трудов ученых ЛЭТИ по созданию и внедрению в медицину доступных и экологичных технологий «умной» одежды, гибкой электроники и систем биомедицинского анализа.
Работу под названием «Разработка системы трансдермального введения лекарственных препаратов с помощью массива полых микроигл» ведет команда исследователей при финансовой поддержке Комитета по науке и высшей школе (регистрационный номер заявки 9-ЗДР).
Источник информации и фото: СПбГЭТУ «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)