سلولهای سوختی گلوکز که میتوانند به طور موثر انرژی شیمیایی بدن را مهار کرده و آن را به یک بار الکتریکی تبدیل کنند، از سال ۱۹۶۸ یک نقطه عطف برای دانشمندان به حساب میآمدند.
به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ اکنون تیمی از محققان از دانشگاه زوریخ یک ایمپلنت سلول سوختی جدید برای مدیریت دیابت نوع ۱ ایجاد کرده اند. علاوه بر این، این ایمپلنت به سلولهای بتای مصنوعی که توسط همین تیم در سال ۲۰۱۶ طراحی شده بود متصل میشود که میتواند با موفقیت انسولین تولید و آزاد کند.
مارتین فوسنگر (Martin Fussenegger) از دپارتمان علوم و مهندسی بیوسیستم در دانشگاه زوریخ میگوید: سیستم جدید به طور مستقل سطوح انسولین و گلوکز را تنظیم کرده و میتواند در آینده برای درمان دیابت استفاده شود.
او میافزاید: در دیابت نوع ۱، بدن نمیتواند انسولین کافی تولید کند، بنابراین یک منبع خارجی باید مداخله کند. پمپها و مانیتورهای انسولین فعلی نیز به منابع تغذیه خارجی مانند باتریهای یکبار مصرف متکی هستند.
فوسنگر توضیح میدهد که خود پیل سوختی که شبیه چای کیسهای است کمی بزرگتر از ناخن بوده و با پارچهای نبافته پوشانده شده و با آلژینات که محصولی مشتق از جلبک است، ترکیب میشود. وقتی آلژینات سلول در زیر پوست کاشته میشود، مایع بدن را جذب کرده و به گلوکز اجازه میدهد به سطح نفوذ کند و به مرکز قدرت جریان یابد.
در داخل سلول، این تیم یک آند نانوذره مبتنی بر مس ایجاد کرده که گلوکز را به اسید گلوکونیک و یک پروتون برای تولید جریان الکتریکی تقسیم میکند.
فوسنگر گفت: بسیاری از مردم، به ویژه در کشورهای صنعتی غربی، بیشتر از آنچه در زندگی روزمره نیاز دارند، کربوهیدرات مصرف میکنند. این موضوع به ما این ایده را داد که از این انرژی متابولیک اضافی برای تولید الکتریسیته برای تامین انرژی دستگاههای زیست پزشکی استفاده کنیم.
سپس پیل سوختی با یک کپسول انسولین حاوی سلولهای بتای این تیم همراه شد که میتوان آنها را برای ترشح انسولین از طریق جریان الکتریکی از ایمپلنت تحریک کرد. به طور کلی، این دو جزء یک مدار خود تنظیمی را ارائه میدهند. وقتی پیل سوختی که از گلوکز تغذیه میشود، قند خون اضافی را حس کند، نیرو گرفته و سپس سلولهای بتا را برای تولید و ترشح انسولین تحریک میکند. با پایین آمدن سطح قند خون، حسگر پیل سوختی را قطع میکند، بنابراین خاموش شده و به نوبه خود تولید و ترشح انسولین را متوقف میکند.
فوسنگر در خاتمه میگوید: این مدار خودپایدار همچنین میتواند انرژی کافی برای برقراری ارتباط با دستگاهی مانند تلفن هوشمند تولید کند که امکان نظارت و تنظیم را فراهم کرده و حتی امکان دسترسی از راه دور برای مداخلات پزشکی را دارد.
شرح کامل این مطالعه در مجله Advanced Materials منتشر شده است.