Sunt bolnavi care își injectează insulină și de până la opt ori pe zi– hormonul care îi ține sub control diabetul de tip 1. Fără insulină, nivelurile de zahăr din sânge ar deveni periculos de ridicate și în cele din urmă ar fi fatale.
În timp ce un leac pentru diabetul de tip 1 este Sfântul Graal, un tratament inovator, pentru milioane de oameni din întreaga lume, are capacitatea de a administra insulină fără ace sau seringi. Profesorul David Fernandez Rivas, un bioinginer la Universitatea din Twente din Olanda, crede că poate ajuta în acest demers.
Fernandez Rivas conduce un proiect de cercetare care a primit finanțare UE pentru a dezvolta o metodă de administrare a lichidelor în piele și în alte materiale moi, folosind compresie, mai degrabă, decât ace. Tehnica este cunoscută sub numele de BuBble Gun, care este și numele dat proiectului, de cinci ani, care se va desfășura până la sfârșitul anului 2024.
Fernandez Rivas a inventat BuBble Gun împreună cu echipa sa de cercetare, care acum perfecționează tehnologia în speranța că îl vor putea transforma în realitate.
Deși există pompe electronice care eliberează insulină în organism pe parcursul zilei, ele sunt imperfecte și necesită totuși introducerea unui ac de canulă la punctul de conectare.
Cu BuBble Gun, un fascicul laser este îndreptat către medicamentul fluid dintr-un cartuş de sticlă, încălzindu-l până când fierbe şi creează o bulă. Această bulă crește până când stoarce lichidul cu viteză mare – 30 până la 100 de metri pe secundă – din tub și, în cazul unui medicament, în piele.
În loc să străpungă pielea, așa cum ar face un ac, medicamentul este împins între celulele pielii. Acest lucru limitează deteriorarea atât a pielii, cât și a celulelor de sub ea. „Lichidul devine efectiv acul”, a spus Fernandez Rivas, care s-a mutat în Olanda din Cuba în 2007, cu o diplomă în inginerie nucleară și de atunci lucrează în bioinginerie și tehnologie verde.
„Eliminarea durerii și a fricii din procesul de injectare va avea un impact mare asupra multor oameni cu fobie de ac”, a spus Fernandez Rivas.
Majoritatea injecțiilor pătrund în organism până ajung la mușchi. Acestea sunt considerate cele mai simple injecții de administrat, iar doza se difuzează treptat din mușchi în sistemul sanguin al corpului.
Cu toate acestea, multe medicamente pot face treaba la fel de bine – sau poate mai bine – atunci când sunt livrate în straturile superficiale ale pielii. Fernandez Rivas este încrezător că multe vaccinuri, de exemplu, ar funcționa la fel de bine atunci când sunt livrate între straturile pielii. În prezent, acestea tind să fie injectate în mușchi.
Aceasta înseamnă că BuBble Gun are potențiale utilizări, dincolo de administrarea insulinei.
O provocare tehnică cheie abordată de echipa de cercetare se referă la grosimea pielii, care variază în funcție de vârstă, sex, etnie și stil de viață. Fumatul, de exemplu, face pielea mai subțire.
Ca rezultat, presiunea „pistolului” trebuie ajustată pentru a lua în considerare aceste diferențe.
„Aveți nevoie de jetul de lichid pentru a pătrunde în piele până la adâncimea potrivită, fără stropire sau infiltrare în țesutul sau materialul din apropiere, ceea ce ar modifica doza în mod imprevizibil”, a spus Fernandez Rivas.
Cercetătorii încă lucrează la controlul precis al jetului de medicament pe măsură ce acesta intră în țesuturile moi.
Din 2018, au desfășurat experimente de laborator pe materiale care simulează pielea, precum și pe țesutul cutanat real. Testele pe țesutul uman sunt în curs din 2022. Dacă totul merge bine, testele pe voluntari umani sănătoși vor începe mai târziu în acest an.
Echipa BuBle Gun a creat o companie startup numită FlowBeams. Prin aceasta, cercetătorii speră că un prototip al armei va fi gata să fie prezentat potențialilor parteneri din industrie înainte de 2025. Fernandez Rivas prevede un moment în care pacienții cu diabet zaharat vor putea folosi o versiune modificată, care încorporează tehnologia microjet într-un plasture pe piele.
Plasturele ar include un senzor care testează în mod continuu nivelul zahărului din sânge și împinge insulina în organism pe măsură ce este nevoie.
„Imaginați-vă cum ar transforma acest lucru viața unui părinte anxios, care se trezește de mai multe ori în timpul nopții pentru a verifica dacă copilul lor cu diabet nu are o fluctuație a glicemiei în somn”, a spus Fernandez Rivas.
