Ученые разработали «умную губку» для поддержания инсулина в крови

Чтобы поддерживать правильный уровень инсулина в крови, университет Северной Каролины создал специальное губкообразное вещество, способное обеспечить организм лекарством против сахарного диабета. Так называемая, «умная губка» подходит также для доставки лекарств непосредственно к клеткам возникшей в организме опухоли.

Ученые создали хитозановую матрицу, напоминающую по форме сферу. Они использовали вещество, которое было выделено из скорлупы моллюсков, где нанокапсулы распределяются произвольно. Эти капсулы состоят из пористого полимера и содержат энзимы, а именно: каталазу и оксидазу глюкозы. Внутри матрицы, собственно, и расположено инсулиновое ядро. Сферическая матрица в диаметре составляет 250 микрометров, что, в свою очередь, облегчает ее имплантацию в организм пациента.

Повышение количества сахара в крови человека, страдающего от диабета, дает ход реакции, то есть энзимы нанокапсул начинают выделять ионы водорода. Во время присоединения к молекулярным цепям матрицы происходит их положительный заряд данными ионами, а это уже ведет к взаимному отталкиванию одноименно заряженных хитозановых цепей. Вследствие данного процесса поры губки увеличиваются, и инсулин через них проникает непосредственно в кровь. При диабете I и II типа человеку как раз и требуются такого рода проникновения инсулина в соответствующем количестве. В нормальном состоянии инсулин, то есть гормон поджелудочной железы, из кровотока переносит глюкозу в клетки организма.

Уровень глюкозы понижается с постепенным высвобождением инсулина. После этого хитозановые цепи теряют заряд, приближаясь друг к другу, тем самым уменьшая поры, а кроме того приостанавливая дальнейшее высвобождение инсулина.

Важно то, что эту новую методику можно упростить, перенацелев на клетки рака, не используя ферменты. По сути опухолевое образования является кислотной средой, где повышена концентрация ионов водорода. В этой связи, если губку снабдить специальными антиопухолевыми средствами, они начнут высвобождаться, когда хитозан начнёт свое взаимодействие с ионами водорода раковых клеток.

Матрицу губки можно уменьшить до 100 нм, однако хитозан будет распространяться по организму, уменьшая длительность лечебного эффекта. Проведенные на мышах опыты дают сегодня возможность поддерживать правильный уровень инсулина в течение двух суток часов, однако после этого указанное время увеличилось до десяти суток.