Pacienții cu diabet ar putea să aibă în curând la dispoziție injecții cu insulină fără ac11 min read

Oamenii de știință sunt pe cale să dezvolte o metodă nedureroasă pentru ca persoanele cu diabet de tip 1 să își poată ține sub control această boală.

Lee Calladine își străpunge pielea cu un ac de până la opt ori pe zi pentru a-și administra o injecție cu insulină, hormonul care ține sub control diabetul de tip 1 de care suferă. 

Fără insulină, glicemia sa ar crește periculos de mult, ceea ce i-ar putea fi chiar fatal.

O metodă revoluționară

Calladine, acum în vârstă de 54 de ani, este diabetic de 25 de ani, iar rutina de injectare a insulinei i-a devenit atât de familiară încât nu mai are demult nicio reținere în a-și străpunge pielea. Totuși, această practică este apăsătoare. 

„Trebuie să rotesc locul unde îmi fac injecțiile”, spune Calladine, care locuiește în orașul Portsmouth din Regatul Unit și are funcția de coordonator de evenimente pentru Diabetes Research & Wellness Foundation. „Dacă faci injecția în același loc de prea multe ori, deteriorezi țesutul și apare o umflătură. Apoi, când vrei să injectezi din nou în umflătura respectivă, insulina nu va mai fi absorbită”. 

Deși un leac pentru diabetul de tip 1 este ca Sfântul Graal, un alt aspect revoluționar pentru Calladine și milioane de alți oameni din întreaga lume ar fi posibilitatea de a-și administra insulina fără ace sau seringi.

Tocmai aici crede că ar putea ajuta prof. David Fernandez Rivas, bioinginer la Universitatea Twente din Țările de Jos.

Fernandez Rivas conduce un proiect de cercetare care a primit finanțare din partea UE pentru a dezvolta o metodă de a introduce lichide în piele și în alte materiale moi prin comprimare, mai degrabă decât folosind ace.

Tehnica este cunoscută sub numele de BuBble Gun, care este și denumirea proiectului// „Penetrating microjets in soft substrates: towards controlled needle-free injections”, cordis.europa.eu // cu durata de cinci ani, care ar urma să se încheie la sfârșitul anului 2024. Fernandez Rivas a inventat BuBble Gun împreună cu echipa sa de cercetare, care perfecționează acum tehnologia pentru a o transforma în realitate.

Ejectare rapidă

Deși există astăzi pompe electronice care eliberează insulină în organism pe tot parcursul zilei, acestea nu sunt perfecte și necesită în continuare introducerea unui ac cu o canulă, care să fie introdus la punctul de conectare.

Cu BuBble Gun, un fascicul laser este îndreptat către medicamentul lichid dintr-un cartuș de sticlă, încălzindu-l până fierbe și creează o bulă. Această bulă crește și ejectează, în cele din urmă, lichidul cu viteză mare – între 30 și 100 de metri pe secundă – din tub pentru a pătrunde în piele, în cazul medicamentelor. 

Însă în loc să găurească pielea, cum ar face-o un ac, medicamentul este împins printre celulele pielii. Se limitează astfel daunele aduse pielii, dar și celulelor subcutanate.

„Lichidul devine efectiv acul”, spune Fernandez Rivas, care s-a mutat din Cuba în Țările de Jos în 2007, cu specializare principală în inginerie nucleară, și de atunci lucrează în domeniul bioingineriei și al tehnologiilor verzi.

Această abordare ar putea veni ca o alinare pentru cele 9 milioane de oameni// „Diabetes”, who.int // din întreaga lume care suferă de diabet de tip 1, printre care și Calladine, dar și pentru milioane de alți oameni care suferă de alte afecțiuni care necesită injecții regulate. 

Alți posibili beneficiari sunt cei 25 % dintre oameni// „Terrified of needles? That can affect your health”, health.harvard.edu // care se tem de ace și care ar putea astfel să evite unele intervenții medicale, inclusiv vaccinarea.

„Eliminarea durerii și a fricii din procesul de administrare a injecției va avea un impact major asupra multor oameni care se tem de ace”, spune Fernandez Rivas.

Provocările legate de țesuturi

Majoritatea injecțiilor pătrund în corp până ajung la mușchi. Acestea sunt considerate cele mai simple injecții de administrat, iar doza se dispersează treptat din mușchi în sistemul circulator sangvin. 

Multe medicamente însă își pot îndeplini funcția la fel de bine – sau poate chiar mai bine – atunci când sunt administrate în straturile mai superficiale ale pielii.

Fernandez Rivas este încrezător că, de exemplu, multe vaccinuri ar avea același efect și dacă ar fi administrate între staturile pielii.// „Delivery Systems for Intradermal Vaccination”, ncbi.nlm.nih.gov // În prezent, acestea tind să fie injectate în mușchi. 

Asta înseamnă că BuBble Gun are și alte posibile întrebuințări în afara administrării insulinei.

Una dintre principalele provocări tehnice abordate de echipa de cercetători se referă la grosimea pielii, care variază în funcție de vârstă, gen, etnie sau stilul de viață. Fumatul, de exemplu, subțiază pielea. 

Drept urmare, presiunea „pistolului” BuBble Gun trebuie ajustată pentru a ține seama de aceste diferențe.

„Este nevoie ca jetul de lichid să pătrundă în piele până la adâncimea potrivită, fără să împroaște sau să se infiltreze în țesuturile ori în materialele învecinate, ceea ce ar modifica doza în mod imprevizibil”, spune Fernandez Rivas.

Cercetătorii lucrează încă la o modalitate de a controla cu precizie jetul de medicament atunci când intră în țesutul moale. 

Încă din 2018,// „Delivery Strategies for Skin: Comparison of Nanoliter Jets, Needles and Topical Solutions”, link.springer.com // au făcut experimente de laborator pe materiale care imită pielea, dar și pe țesut cutanat real. Testele pe țesuturi umane sunt în desfășurare din 2022. 

Dacă totul decurge bine, testele pe voluntari umani sănătoși ar putea începe în decursul acestui an.

Prototip planificat

Echipa din spatele BuBle Gun a creat un startup denumit Flow Beams.// „FlowBeams. Developing a ground breaking technology to inject without a needle”, flowbeams.com // Astfel, cercetătorii speră că un prototip al „pistolului” va fi gata pentru a fi prezentat potențialilor parteneri din industrie până în 2025.

Fernandez Rivas anticipează că va veni vremea când pacienții cu diabet vor putea utiliza o versiune modificată care să încorporeze tehnologia microjetului într-un plasture cutanat. 

Plasturele ar urma să includă un senzor menit să verifice în permanență nivelul glicemiei și să elibereze insulină în corp la nevoie.

„Imaginați-vă cum ar transforma acesta viața unui părinte îngrijorat, care se trezește de mai multe ori pe noapte pentru a verifica dacă copilul său care suferă de diabet nu cumva are oscilații ale glicemiei în somn”, spune Fernandez Rivas.

Cercetările menționate în acest articol au fost finanțate de programul Orizont al UE, prin Consiliul European pentru Cercetare (CEC). Opiniile persoanelor intervievate nu reflectă neapărat opiniile Comisiei Europene. Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, revista de cercetare și inovare a UE.