تزریق روزانه انسولین دردناک و ناخوشایند است. بنابراین، دانشمندان در حال ساخت ایمپلنت هایی هستند که می توانند دیابت را بدون نیاز به سوزن درمان کنند. یک مورد جدید به خصوص امیدوارکننده به نظر می رسد زیرا برای تغذیه سلول های جزایر لانگرهانس در داخل لوزالمعده(پانکراس) اکسیژن تولید می کند.
جزایر لانگرهانس مناطقی در پانکراس هستند که گلوکاگون، انسولین، آمیلین، سوماتوستاتین، پلی پپتید پانکراس و هورمون‌های گرلین ترشح می‌کنند و در متابولیسم گلوکز بسیار مهم هستند. این سلول ها در سال 1869 توسط یک کالبدشناس-آسیب‌شناس آلمانی به نام پاول لانگرهانس کشف شدند. جزایر لانگرهانس 2-1 درصد حجم پانکراس را تشکیل می دهند و 15-10 درصد جریان خون را دریافت می کنند.
در بیشتر افراد، این سلول های جزایر پانکراس هستند که انسولین را تولید می کنند، هورمونی که برای حفظ سطح مناسب قند خون ضروری است. متأسفانه سیستم ایمنی افراد مبتلا به دیابت نوع 1 این سلول ها را از بین می برد، بنابراین انسولین باید به صورت دستی به جریان خون تزریق شود.
جایگزینی برای این تزریق ها شامل کاشت سلول های جزایر لانگرهانس است که از جسد انسان جمع آوری شده یا از سلول های بنیادی مشتق شده است. اگرچه این در بسیاری از موارد جواب می دهد، اما بیماران باید تا پایان عمر از داروهای سرکوب کننده سیستم ایمنی استفاده کنند تا از پس زدن این سلول ها جلوگیری شود.
دانشمندان سعی کرده‌اند سلول‌های جزایر را با ایمپلنت‌های انعطاف‌پذیر کوچک محصور کنند که از سلول‌ها در برابر سیستم ایمنی میزبان محافظت می‌کند، اما همچنان به انسولین تولید شده توسط این سلول‌ها اجازه می‌دهد در جریان خون گردش کند. این ایمپلنت ها همچنین از رسیدن اکسیژن حیاتی به سلول ها جلوگیری می کنند، اما این بدان معناست که سلول ها نمی توانند برای مدت طولانی دوام بیاورند.
برخی از ایمپلنت ها با استفاده از محفظه اکسیژن از پیش بارگذاری شده یا معرف های شیمیایی تولید کننده اکسیژن بر این اشکال غلبه کرده اند. با این حال، با گذشت زمان، این ایمپلنت ها نیاز به جایگزینی یا پر کردن مجدد دارند زیرا هم اکسیژن و هم واکنشگرها کاهش می یابد.
اکنون گروهی از محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و بیمارستان کودکان بوستون دستگاه جدیدی را در جستجوی جایگزینی طولانی مدت ساخته اند.
پر از صدها هزار جزایر از سلول های لانگرهانس و یک غشای تبادل پروتون است که بخار آب (به طور طبیعی در بدن) را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می کند. اکسیژن وارد یک محفظه ذخیره سازی در ایمپلنت می شود در حالی که هیدروژن بدون ضرر آزاد می شود. یک غشای نازک و قابل نفوذ در این محفظه اجازه می دهد تا اکسیژن به داخل محفظه حاوی سلول های جزایر لانگرهانس جریان یابد.
سپس برای شروع فرآیند جداسازی بخار آب باید یک ولتاژ کوچک اعمال شود که می تواند به صورت بی سیم از یک سیم پیچ مغناطیسی خارجی به آنتن روی ایمپلنت منتقل شود. این سیم پیچ را می توان به پوست بیمار نزدیک محل ایمپلنت وصل کرد.
در آزمایش‌هایی که روی موش‌های دیابتی انجام شد، یک نسخه کاملاً اکسیژن‌دار از دستگاه در زیر پوست یک گروه از موش‌ها کاشته شد، در حالی که به گروه دیگر نسخه بدون اکسیژن که فقط حاوی سلول‌های جزایر لانگرهانس بود داده شد. اگرچه هر دو گروه در ابتدا در شرایط خوبی بودند، هایپرگلیسمی در گروه هیپوکسیک در حدود دو هفته ایجاد شد.
هایپرگلیسمی وضعیتی است که در آن مقدار بیش از حد گلوکز در پلاسمای خون وجود دارد.
در حال حاضر، محققان این مطالعه در حال بررسی انجام آزمایش بر روی حیوانات بزرگتر و سپس انجام آزمایشات بالینی بر روی انسان هستند.
امید است بتوان از این فناوری برای تولید انواع دیگر پروتئین های درمانی برای درمان سایر شرایط و بیماری ها استفاده کرد. در واقع، این دستگاه قبلاً برای حمایت از سلول هایی که اریتروپویتین تولید می کنند، پروتئینی که تولید گلبول های قرمز را تحریک می کند، استفاده شده است.
پروفسور دانیل اندرسون از MIT و نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: بیماری‌های مختلفی وجود دارد که در آنها بیماران نیاز به دریافت پروتئین‌ها به صورت بیرونی دارند که گاهی اوقات نیز بسیار مکرر است. اگر می‌توانستیم نیاز به تزریق هفتگی را با ایمپلنتی جایگزین کنیم که می‌تواند برای مدت طولانی کار کند، فکر می‌کنم که واقعاً می‌تواند به بسیاری از بیماران کمک کند.