これまでの試みとは異なり、この自立型装置は外部ワイヤーやバッテリーを必要とせず、ワイヤレスで電力を供給することができます。
糖尿病患者がインスリン注射という毎日の儀式に耐える必要がなくなる世界を想像してみてほしい。MITのエンジニアが開発した画期的な埋め込み型装置のおかげで、1型糖尿病患者にとって、これが現実になるかもしれません。この革新的技術は、インスリンを産生する膵島細胞を何十万個も内蔵するだけでなく、独自の酸素発生装置も搭載しています。この酸素発生装置は、体内の水蒸気を分解して酸素を抽出し、移植後も膵島細胞がインスリンを生産し続けることを保証します。糖尿病治療に革命をもたらし、機能的治癒の実現に近づく可能性を秘めているからです。
1型糖尿病患者にとって、血糖値の管理は日々の闘いであり、しばしば頻繁なインスリン注射が必要です。しかし、この方法では、グルコースレベルを調節する身体の自然な能力を再現することはできません。理想的な解決策は、変動する血糖値に応じてインスリンを産生できる細胞を移植することです。
過去には、糖尿病患者がヒト死体から膵島細胞の移植を受けており、長期的な糖尿病コントロールが可能です。しかしこの方法では、移植された細胞が体内で拒絶されるのを防ぐために免疫抑制剤を使用する必要があります。最近の進歩により、幹細胞由来の膵島細胞を使用することに成功したが、患者は依然として免疫抑制剤を必要としています。
MITの技術者たちは、移植された膵島細胞を体内で維持するという課題に取り組むため、別の道を選んだ。彼らは、膵島細胞を免疫システムから保護するだけでなく、持続可能な酸素源を提供する移植可能な装置を設計しました。これまでの試みとは異なり、この装置は水蒸気分裂を利用して酸素を継続的に生成します。この装置の核となる技術はプロトン交換膜で、もともとは水素を発生させる燃料電池に使われていたものです。この膜は装置内で、体内に豊富に存在する水蒸気を無害な水素と酸素に分解します。生成された酸素は貯蔵され、酸素透過性の膜を通して膵島細胞に送られます。
この装置が真に注目に値するのは、その自給自足性である。外部配線やバッテリーを必要としません。水分解に必要なエネルギーは、ワイヤレス電力伝送法である共振誘導結合によって供給されます。このワイヤレス電力は、体外に配置された磁気コイルから装置内の小型でフレキシブルなアンテナに送信されます。その結果、装置は頻繁な充電を必要とせず、外部コイルは患者の皮膚にパッチとして装着することができます。
この装置の有効性を糖尿病マウスでテストしたところ、有望な結果が得られました。酸素発生装置を装着したマウスは、健康な動物に近い安定した血糖値を維持しました。一方、酸素を発生させない装置を装着したマウスは、数週間で血糖値が上昇しました。注目すべきは、インプラントの周囲に瘢痕組織があっても、血糖値をコントロールする機能を阻害しなかったことです。このことは、線維化したカプセルがあっても、インスリンはインプラントから、グルコースはインプラントに拡散できたことを示唆しています。
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