Искусственная поджелудочная железа, которая нейтрализует отторжение иммунной системой

Ученые из Массачусетского технологического института (МТИ) разработали метод, который может быть использован для предотвращения возникновения иммунного ответа и отторжения организмом имплантируемых медицинских устройств.

Их работа была опубликована в журнале Nature Communications.

Его использовали для конкретного случая применения — имплантата искусственного поджелудочной железы, который периодически выделяет инсулин под кожу и помогает лечить диабет без ежедневных инъекций. До сих пор разработчики сталкивались с блокировкой иммунной системой организма, которая выращивала защитный слой рубцовой ткани вокруг устройства, эффективно изолируя его и ограничивая дозы инсулина.

Исследователи МТИ создали мягкое, роботизированное устройство, для того чтобы преодолеть эту реакцию на инородное тело. Через каждые 12 часов имплантат может быстро расширяться и сжиматься, чтобы «стряхнуть» скопление иммунных клеток.

Ранее производители имплантатов использовали иммунодепрессивные препараты или специальные покрытия устройств для борьбы с рубцовой тканью, которая может привести к выходу устройства из строя через несколько недель или месяцев. Реакция на инородное тело может также повлиять на грудные имплантаты, сердечные клапаны и кардиостимуляторы.

Конечной целью ученых МТИ и их коллег из Национального университета Ирландии в Голуэе является разработка имплантата, не содержащего лекарств, в котором могли бы размещаться клетки островков поджелудочной железы, выделяющие инсулин.

Как заявила доцент института медицинской инженерии и науки Массачусетского технологического института Эллен Рош,

Идея заключается в том, что клетки будут находиться в резервуаре и действовать как фабрика инсулина. Они будут определять уровень глюкозы в крови и затем выделять инсулин в зависимости от необходимости.

Исследовательская группа создала мягкий полиуретановый имплантат, содержащий две камеры: в одной находится резервуар, производящий инсулин, а в другую можно нагнетать давление, чтобы она выпячивалась по бокам. Подведенный под кожу, он подключается к внешнему контроллеру, который может заставить устройство надуваться и сдуваться раз в секунду в течение пяти минут дважды в день.

В исследовании на мышах ученые увидели, что для формирования рубцовой ткани вокруг устройства требуется больше времени, а когда это произошло, коллагеновые волокна выровнялись особым образом, что позволило дозам инсулина "проходить" через них и выйти в организм.