Электроника превращает сахар в глюконат
Центральным элементом является электрически активированный катализатор, изготовленный из графитового войлока, наноструктур золота и крошечных частиц платины. Под напряжением он превращает глюкозу в глюконат. Это родственное химическое соединение может выводиться через почки. Катализатор не требует ферментов или живых клеток, что может облегчить техническую обработку.
Он контролируется датчиком, который непрерывно измеряет содержание сахара в тканях. Если значение превышает установленный предел, смартфон отправляет сигнал на имплантат и включает каталитический нейтрализатор. Если значения падают, преобразование останавливается. Схема управления предназначена для предотвращения слишком низкого падения уровня сахара в крови.
«И катализатор становится активным только тогда, когда уровень глюкозы слишком высок», — объясняет профессор доктор Мартин Фюссенеггер.
Уровень сахара в крови падает в течение часа
В эксперименте с мышами-диабетиками 0,75 вольт и десяти миллиампер оказалось достаточно, чтобы в течение часа привести повышенный уровень глюкозы в норму. Обработанные животные также теряли вес в течение шести недель. При этом у них снизился уровень триглицеридов, а количество свободных жирных кислот и кетоновых тел в крови увеличилось. Это говорит о том, что животные все чаще использовали жир в качестве источника энергии.
Отдельный лабораторный тест с пятью литрами питательного раствора, содержащего глюкозу, показал, что катализатор в принципе способен справляться с большими объемами жидкости. Это примерно соответствует объёму крови взрослого человека, но не является доказательством эффективности в организме человека. В другом эксперименте на мышах, продолжавшемся двенадцать дней, имплантат контролировался автоматически с помощью имеющегося в продаже датчика глюкозы и смартфона.
В течение шестинедельного периода исследования не наблюдалось гипогликемии, явных вредных изменений в поведении или воспалительных реакций. Также не было обнаружено никаких доказательств повреждения тканей, вызванного непосредственно током.
«Система работает при очень низком напряжении, и наши эксперименты показали, что ни электрические, ни тепловые эффекты не приводят к повреждению тканей», — говорит профессор доктор Мартин Фюссенеггер.
Польза и риски для человека до сих пор неясны.
Однако возможность передачи остается проблемой. В организме человека содержится значительно больше глюкозы, чем в организме мыши. Насколько большим должен быть достаточно мощный имплантат и как долго его электроды будут надежно работать, неизвестно. Также необходимо изучить возможные инфекции, технические сбои и долгосрочную переносимость.
Есть также предостережение метаболической медицины: глюконат не выводится полностью в неизмененном виде, но может частично подвергаться дальнейшей переработке. Кроме того, повышение кетоновых тел не безвредно для каждого диабетика. Независимые эксперты указывают на возможные риски, особенно в случаях тяжелого дефицита инсулина или нарушения функции почек. Также нет сравнения с традиционными лекарствами от диабета в течение более длительного периода времени.
Исследователи по-прежнему рассматривают электронное расщепление сахара как еще один способ регулирования уровня сахара в крови, который напрямую не мешает контролю инсулина.
«На протяжении десятилетий мы лечили диабет, заставляя организм самостоятельно справляться с глюкозой. Теперь мы показываем, что уровень глюкозы можно контролировать напрямую с помощью электроники, а не лекарств», – объясняет профессор доктор Мартин Фюссенеггер.
Однако прежде чем такая технология сможет помочь пациентам, необходимы дальнейшие эксперименты на животных и первоначальные клинические исследования. Текущая работа первоначально показывает, что на уровень сахара в крови и обмен веществ у мышей можно влиять с помощью чисто электрокаталитического устройства с беспроводным управлением.
Источники:
25 октября 2026 г. – Клара Лю
