في خطوة يُتوقع أن تُحدث تحولًا جذريًا في إدارة انخفاض السكر لدى مرضى السكري من النوع الأول، طوّر مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) جهازًا جديدًا يُزرع تحت الجلد، مصممًا لإطلاق هرمون الجلوكاجون تلقائيًا أو عن بُعد عندما تنخفض مستويات السكر في الدم إلى مستويات خطرة.
التحدي المزمن: انخفاض السكر لدى مرضى السكري من النوع الأول
يعاني مرضى السكري من النوع الأول، وهي حالة مناعية ذاتية، من صعوبة مستمرة في الحفاظ على مستوى ثابت للجلوكوز. يتطلب ذلك استخدام الأنسولين سريع المفعول عبر الحقن أو مضخة لتقليل مستوى السكر بعد تناول الكربوهيدرات، لكن تحديد الجرعة الدقيقة ليس دائمًا سهلًا، وقد يؤدي الاستخدام المفرط إلى انخفاض حاد في سكر الدم (Hypoglycemia).
إذا لم يُعالج، قد يؤدي انخفاض السكر إلى تشوش ذهني، نوبات صرع، أو حتى الوفاة. العلاج التقليدي في هذه الحالات هو حقن هرمون الجلوكاجون الذي يحفز الكبد على إفراز الجلوكوز المخزن. إلا أن التعرف على أعراض الانخفاض لا يكون ممكنًا دائمًا، خصوصًا أثناء النوم أو لدى الأطفال.
الجهاز الجديد: خزان مزروع يعمل بالتحكم الحراري
ابتكر فريق MIT جهازًا بحجم قطعة نقدية صغيرة يحتوي على خزان من مادة بوليمر مطبوعة ثلاثي الأبعاد. يتم تخزين الجلوكاجون داخل هذا الخزان في هيئة مسحوق، ما يجعله أكثر استقرارًا من الشكل السائل، وقادرًا على البقاء فعالًا لفترة أطول.
الخزان مغلق بسبائك ذاكرة شكلية مصنوعة من النيكل والتيتانيوم، والتي صُممت لتفتح عندما تصل إلى درجة حرارة 40 درجة مئوية.
آلية التشغيل: يدوية أو تلقائية
يمكن تنشيط الجهاز بطريقتين:
-
يدويًا من قبل المستخدم
-
أو تلقائيًا عبر إشارات من جهاز مراقبة الجلوكوز المستمر
يحتوي الجهاز على هوائي يستجيب لتردد لاسلكي معين، يُفعّل تيارًا كهربائيًا صغيرًا لتسخين السبيكة. عند الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، تنحني السبيكة وتفتح الخزان، مما يسمح بإذابة الجلوكاجون ودخوله الجسم.
نتائج مبشرة في التجارب الحيوانية
في اختبارات مخبرية على فئران مصابة بالسكري، استطاع الجهاز استعادة مستويات السكر إلى الحد الطبيعي خلال عشر دقائق فقط من التفعيل. كما اختُبر الجهاز لإطلاق الإبينيفرين، وهو دواء يُستخدم لحالات الحساسية الشديدة وأزمات القلب، حيث ظهر ارتفاع في معدل ضربات القلب خلال دقائق من التفعيل.
تحديات الجهاز المزروع: النسيج الليفي
من التحديات المعروفة للأجهزة المزروعة هو تكوّن نسيج ليفي حول الجسم الغريب، مما قد يُعيق عمله. لكن الباحثين وجدوا أن جهازهم ظل فعالًا حتى بعد تكون هذا النسيج، واستمر في إطلاق محتواه عند الحاجة.
نظرة مستقبلية واعدة
تم اختبار الجهاز في النماذج الحيوانية لمدة أربعة أسابيع، ويعمل الباحثون الآن على تمديد عمره الوظيفي إلى عامٍ أو أكثر. وهذا قد يُوفّر حماية طارئة على مدى فترات أطول دون الحاجة للاستبدال المتكرر.
ويخطط الفريق لإجراء دراسات إضافية على الحيوانات تمهيدًا لبدء التجارب السريرية البشرية خلال ثلاث سنوات. وإذا نجح هذا الابتكار، فقد لا يقتصر على السكري فقط، بل يُستخدم أيضًا كنظام لإطلاق أدوية طارئة أخرى.
