صمم مهندسو معهد “ماساتشوستس للتكنولوجيا” الأميركي أول زرعة طبية في العالم قادرة على منع نوبات انخفاض السكر المميتة قبل حدوثها، في خطوةٍ ثورية لحماية مرضى السكري من النوع الأول من نقص سكر الدم الذي يهدد حياتهم.

يُوضع هذا الجهاز، الذي يعادل حجمه حجم القطعة النقدية تقريباً، تحت الجلد ويطلق جرعة من الغلوكاغون عند انخفاض مستويات السكر في الدم بشكلٍ كبير، ويمكن تفعيله يدوياً أو تشغيله لاسلكياً بواسطة مستشعر.

حل جذري في الحالات الطارئة

يمثل نقص سكر الدم، خطراً دائماً على مرضى السكري من النوع الأول، ذلك أنه عندما تنخفض مستويات الغلوكوز بشكلٍ حاد، فغالباً ما يعتمد المرضى على حقن الغلوكاغون، وهو هرمون يرسل إشارات إلى الكبد لإطلاق السكر المخزن في مجرى الدم.

ولكن في كثير من الحالات، وخصوصاً أثناء النوم أو عند الأطفال، قد لا يتمكن المرضى من تمييز العلامات في الوقت المناسب للتدخل. وهنا تكمن أهمية هذا الجهاز الجديد، الذي يُستخدم في حالات الطوارئ، ويمكن وضعه تحت الجلد، ويكون جاهزاً للتدخل إذا انخفض مستوى السكر في دم المريض بشكلٍ كبير. وقد طُوّر الجهاز الجديد لمساعدة المرضى الذين لا يلاحظون علامات التحذير أو لا يستطيعون إعطاء الغلوكاغون لأنفسهم بسرعة، كما أنه يوفر حلاً بديلاً في حال حدوث نقص سكر الدم أثناء النوم.

وأظهر الباحثون في المعهد الأميركي أن الجهاز قادر أيضاً على توفير جرعة إبينفرين طارئة في حالات النوبات القلبية أو ردود الفعل التحسسية الشديدة.

توصيل الدواء بالإشارة

ولتطوير هذا النظام، ابتكر باحثو معهد “ماساتشوستس للتكنولوجيا” خزاناً صغيراً للدواء باستخدام بوليمر مطبوع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، مغلّف بسبيكة ذاكرة للشكل تستجيب للحرارة.

من خصائص هذا الجهاز، المصنوع من النيكل والتيتانيوم، أن المكون المعدني ينثني أو ويفتح عند وصول درجة الحرارة إلى 40 درجة مئوية، وعندها يُطلق هذا الدواء المسحوق المخزّن بداخله. وبما أن الغلوكاغون السائل يتحلل بمرور الوقت، فقد خزّن الفريق نسخة مسحوقة منه، تبقى مستقرة لفتراتٍ أطول.

ويتضمن الجهاز مجسّات هوائية مضبوطة على تردد راديوي محدد، ما يسمح بالتنشيط اللاسلكي الخارجي، فيما يسخّن تيار كهربائي صغير الختم المعدني لإطلاق الدواء. ومن أهم ميزات هذا النوع من أنظمة توصيل الدواء الرقمية إمكانية توصيله بالمستشعرات، إذ تُعدّ تقنية مراقبة الغلوكوز التي يستخدمها الكثير من المرضى أمراً يسّهل على هذه الأنواع من الأجهزة التفاعل.

ماذا تشير التجارب الطبية الأولية؟

وبخصوص نتائج التجارب الطبية الأولية، يشير المعهد الأميركي إلى أن فريقه من العلماء زرع الجهاز في فئران مصابة بداء السكري، وشغّله مع انخفاض مستويات السكر في الدم. وفي غضون عشر دقائق، استقرت مستويات السكر وظلت ضمن المعدل الطبيعي.

كما اختبر فريق العلماء نسخة مسحوقة من الأدرينالين، وبعد عشر دقائق من التنشيط، انتشر الدواء في مجرى الدم وزاد معدل ضربات القلب، ما يُظهر إمكانية استخدامه لعلاج النوبات القلبية أو ردود الفعل التحسسية الشديدة.

في التجارب، بقيت الأجهزة في مكانها لمدة أربعة أسابيع، ويعمل الباحثون الآن على تمديد هذه الفترة الزمنية إلى عامٍ أو أكثر، بحيث تبقى في جسم الإنسان لفترةٍ طويلة من الوقت.

يخطط الفريق لإجراء المزيد من التجارب على الحيوانات، ويهدف إلى بدء التجارب على البشر في العامين المقبلين، وهم يؤكدون أن هذا الإنجاز سيساعد مرضى السكري بشكلٍ كبير، ويمكن أن يوفر على نطاقٍ أوسع نموذجاً جديداً لتقديم أي دواء طارئ.