طور باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) جهازا مبتكرا صغير الحجم يمكن زرعه تحت الجلد، يحتوي على خزان دوائي من الجلوكاجون، ويُفعَّل تلقائيا أو يدويا عند الحاجة، ليطلق جرعة منقذة للحياة عند انخفاض السكر إلى مستويات خطرة.
- التحديات في مواجهة انخفاض السكر
يواجه العديد من مرضى السكري صعوبة في تمييز العلامات المبكرة لانخفاض السكر، وخصوصا الأطفال، وفي بعض الحالات، لا يشعر المرضى بأي أعراض تحذيرية قبل الدخول في حالة ارتباك أو حتى غيبوبة، وتزداد الخطورة أثناء النوم، حيث يعتمد المرضى على أجهزة إنذار تنبيهية من حساسات الجلوكوز.
ويقول البروفيسور دانيال أندرسون من MIT: "بعض المرضى يستطيعون إدراك انخفاض السكر ويتصرفون بسرعة، لكن البعض الآخر لا يشعرون بأي مؤشرات، ما يعرّضهم لخطر كبير، خصوصا أثناء النوم."
- ابتكار يستجيب تلقائيا لانخفاض السكر
الجهاز المطوّر بحجم عملة معدنية، ويحتوي على خزان صغير ثلاثي الأبعاد مصنوع من البوليمر، ومختوم بمعدن ذكي يسمى "سبائك الذاكرة الشكلية" — سبيكة من النيكل والتيتانيوم — يتغير شكله عند التسخين إلى 40 درجة مئوية.
ولضمان استقرار الجلوكاجون، اختار الباحثون استخدامه بصيغة مسحوق جاف يبقى فعّالا لفترة طويلة داخل الخزان، بدلاً من الشكل السائل سريع التحلل.
- آلية العمل الذكية
يحتوي الجهاز على هوائي يستجيب لإشارة ترددية لاسلكية، عند التفعيل، يُولّد تيارا كهربائيا صغيرا يسخّن السبيكة المعدنية، فتتحول إلى شكل منحني وتُطلق الجرعة المخزنة من الجلوكاجون.
ويُمكن ربط الجهاز بمستشعرات الجلوكوز المستمرة، ما يسمح بتفعيله تلقائيا عند انخفاض السكر، ما يفتح المجال أمام نظام علاجي رقمي متكامل.
ويوضح الباحث سيدهارث كريشنان، قائد الدراسة:
"الميزة الأساسية لهذا النظام هي القدرة على التكامل مع الحساسات الحيوية، مما يجعل العلاج تلقائيا وسريع الاستجابة."
- فعالية مثبتة في التجارب على الحيوانات
عند تجربة الجهاز على فئران مصابة بالسكري، تم تفعيله لإطلاق الجلوكاجون أثناء انخفاض مستويات السكر، وأظهرت النتائج أن مستويات الجلوكوز استقرت خلال أقل من 10 دقائق، مما منع حدوث نوبة انخفاض حاد.
كما اختبر الباحثون الجهاز باستخدام مسحوق الإبينفرين، وأظهرت النتائج ارتفاعا في معدل نبض القلب ومستوى الدواء في الدم خلال نفس المدة، مما يؤكد إمكانية استخدامه في حالات الطوارئ الأخرى مثل الصدمة التحسسية.
- آفاق الاستخدام طويل الأمد
تم الاحتفاظ بالجهاز مزروعا في الفئران لمدة أربعة أسابيع دون تأثير كبير من أنسجة التليف المحيطة، ويعمل الباحثون الآن على تطوير الجهاز ليبقى فعالا لعدة أشهر أو حتى عام كامل، قبل الحاجة إلى استبداله.
ويؤكد كريشنان: "نسعى إلى تطوير جهاز يمكن الاعتماد عليه لفترة طويلة ويوفر استجابة علاجية فورية عند الحاجة، ونحن نعمل حاليا على تحديد مدة الصلاحية المثالية للجهاز المزروع."
- خطوات مستقبلية
بعد نجاح التجارب الحيوانية، يخطط الفريق للانتقال إلى تجارب بشرية خلال السنوات الثلاث القادمة، في خطوة قد تغيّر قواعد إنقاذ مرضى السكري من نوبات انخفاض السكر الخطيرة.
ويقول البروفيسور روبرت لانغر من MIT، المشارك في الدراسة:"هذا الابتكار قد لا ينقذ مرضى السكري فحسب، بل يفتح آفاقا جديدة في تقديم الأدوية الطارئة من خلال أجهزة مزروعة تحت الجلد."