自带“制氧工厂”，植入式装置实现无注射控制糖尿病

一种有希望治疗Ⅰ型糖尿病的方法是植入可产生胰岛素的胰岛细胞，这可使患者免于频繁注射胰岛素。然而，一旦细胞被植入，它们最终会耗尽氧气并停止产生胰岛素。为解决这一难题，美国麻省理工学院工程师设计了一种新的植入式设备，它不仅携带了数十万胰岛细胞，还拥有自己的机载氧气工厂，通过分解体内的水蒸气来产生氧气。相关论文18日发表在《美国国家科学院院刊》上。

名为O2-MacroDevice的设备浸没在液态水中，无需任何电池或电线即可产生氧气和氢气。 
图片来源：麻省理工学院/波士顿儿童医院

该设备利用一种质子交换膜，通过分解水来无限期地产生氧气。质子交换膜最初用于在燃料电池中产生氢气，这种膜可以将体内大量存在的水蒸气分解成氢气和氧气，氢气扩散出去是无害的，氧气进入储存室，通过一层薄薄的透氧膜供给胰岛细胞。

这种方法的一个显著优点是不需要任何电线或电池。分解水蒸气所需电压很低（大约2伏），可通过体外线圈将电力无线传输到设备内的一个小型柔性天线，而体外线圈可以作为贴片戴在患者皮肤上。

该设备大约25美分大小，研究人员将其植入糖尿病小鼠体内。结果表明，它可使小鼠的血糖水平保持稳定至少一个月。现在，他们希望创造出一种更大版本的设备，大约一根口香糖大小，最终可以在Ⅰ型糖尿病患者身上进行测试。

通常，当任何一种医疗设备植入体内时，免疫系统的攻击会导致疤痕组织堆积，称为纤维化，这可能会降低设备的有效性。在本研究中，植入设备周围确实形成了疤痕组织，但该设备在控制血糖水平方面的成功表明，胰岛素仍然能够扩散出设备，促进葡萄糖吸收。

研究人员表示，这种方法也可以用来输送产生其他类型治疗性蛋白质的细胞，比如产生促红细胞生成素的细胞，并保持其存活。促红细胞生成素是一种刺激红细胞产生的蛋白质。

如果你身边有糖尿病患者，你会发现他们随身携带的物品里，一定有胰岛素。Ⅰ型糖尿病患者的胰岛素分泌绝对不足，对血糖无法进行有效调节，只能靠外源性胰岛素来帮忙。本文介绍的方法，注入的不是胰岛素，而是胰岛细胞。为了让胰岛细胞持续活跃，这种植入设备还自带不需要任何电线或电池的“氧气工厂”。听起来确实“一劳永逸”。不过，要想让它在人体内运行，还得兼顾稳定长效和设备体积小型化，需要更多试验和测试，对其进行优化。