MIT研發胰島素新裝置 可望造福1型糖尿病患者

許多罹患糖尿病的患者，經常需要依靠針頭或儀器將胰島素注入體內，但它們的持久性低，還需要經常更換。美國麻省理工大學（MIT）希望透過新型植入設備，取代1型糖尿病患者過往使用的胰島素設備和針頭注射。

美國麻省理工學院新開發出的胰島素注射裝置，長度不到3公分、寬不到2厘米，內含數十萬個可以產生胰島素的胰島細胞，並具有分解體內水蒸氣來產生氧氣的功能。該研究成果9月22日發表在《美國國家科學院》（PNAS）雜誌上，並被26家媒體引述和報道。

糖尿病分1型和2型兩種。1型糖尿病患者自身無法生產足夠的胰島素，必須靠每天注射胰島素以維持正常的血糖水平。2型糖尿病多數屬於胰島素阻抗導致細胞對胰島素的反應不正常，或細胞對胰島素沒有反應，但胰臟本身並沒有問題。

麻省理工學院化學工程教授、負責該設備開發的丹尼爾安德森（Daniel Anderson）博士對該校新聞室表示，「絕大多數依賴胰島素的糖尿病患者，在注射胰島素後，可以觀察到他們的血糖水平變化依舊不健康，即使他們時刻注意血糖變化，也無法跟有正常胰腺功能的人相比。」

因此，1型糖尿病患者移植胰島細胞就成為主要選擇之一，因為這些細胞檢測到患者血糖水平激增時就會產生胰島素，達到控制血糖的目的，但這些患者必須長期服用免疫抑製藥物，防止人體出現嚴重的排斥反應。

另外，有研究人員在源自幹細胞的胰島細胞上也取得了類似的成功，但接受這些細胞的患者仍需要服用免疫抑製藥物。科學家們為此研發了一種將胰島細胞封裝在一個靈活的裝置中，以保護細胞免受免疫系統的侵害的方法，不過這些封裝的細胞，仍需要有一穩定供氧來源。

儘管一些臨床試驗中測試過的設備可以為細胞提供氧氣，包括已經開發出可以產生氧氣的化學試劑，但這些化學試劑也會耗盡，仍需要定期裝載新的氧氣。

此次，麻省理工學院的團隊採取了不同的方法進行比較實驗，其中一種是能夠生產氧氣的裝置，另一種則是不能生產氧氣的裝置，將它們分別植入患有糖尿病的小鼠身體內。

結果顯示，對於植入只含有胰島細胞但不能補充氧氣的裝置的小鼠，它們的血糖就會在12天到15天左右出現血糖升高的狀況。

而植入能為胰島細胞提供足夠氧氣的裝置的小鼠，其血糖水平能維持長達一個月的穩定，過程中不需要額外注入氧氣。

可提供氧氣的設備內，利用裏面的質子交換膜分解小鼠體內的水份，讓水份分解出氧氣和氫氣。氫氣會擴散出去，而氧氣會進入儲存室，並透過一層薄薄的透氧膜為胰島細胞長期提供足夠的氧氣。這種質子交換膜是一種最初用於燃料電池中產生氫氣的技術。

這種方法的優點十分明顯。該裝置在使用過程中不需要外接任何的電線或電池，只需要透過磁力線圈感應而產生的電壓（類似手機的無線充電），就足以將體內的水氣分解成需要的氧氣，而這種分解水氣工作只需要在電壓2伏特（V）和功率大約6mW中就能運作。

另外，這項設備比較不會受到小鼠免疫系統攻擊，從而降低排斥帶來的副作用，從而保證了設備的效能。

研究人員當前主要的關注點是1型的糖尿病治療，但他們表示這種設備未來也可能用於其它治療方面，包括需要重複輸送治療蛋白的疾病。由於人體需要的胰島素遠比小鼠多，因此他們希望能研製出更大且更好的版本用於人體。

另外，他們還希望能完美解決氫氣排放問題，因為氫氣可能會造成神經發炎、肝臟發炎和粒線體疾病等問題。

安德森博士表示，「你可以將其視為一種活體醫療設備，由分泌胰島素的人體細胞以及電子生命支持系統製成。我們樂觀地認為，有可能製造出可以駐留在體內並根據需要生產藥物的活體醫療設備。」

他還說，「目前有多種疾病的患者都需要經常從外部攝取特殊蛋白質，若我們能夠用一個可以長時間發揮作用的設備，去取代每隔一段時間輸液的需要，這樣可以幫助很多患者。」◇

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