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06-17
静脉血检测，血糖仪快速检测，传统的血糖监测方法始终难以做到准确与便捷兼得。
如果你可以拿出手机，打开APP查看当前血糖水平，必要时一键注射胰岛素，那就太方便了。
事实上，科学家已经在帮助我们实现这个想法。
苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系Martin富森格领导的研究小组利用电流直接控制基因表达，并成功在患有1型糖尿病的小鼠身上进行了实验。
这一想法也为利用体外电子设备调节医疗植入物提供了基础。
当地时间5月29日，该团队题为“Electrogenic Cellsinsulinreleaseforreal-timeglyemiccontrolintypeddiabetesmouse”的研究成果在线发表在国际权威期刊《Science》上。
触发电信号实时调节血糖水平。
我们都知道，检测和调节血糖水平对于控制糖尿病是直接有效的。
如上所述，目前常规的血糖检测方法有两种：静脉血检测和血糖仪快速检测。
虽然抽血得到的结果准确，但通常需要禁食8-12小时，检测结果还要再等2小时；如果使用血糖仪，患者在家就能快速得到结果，但准确性较差。
【图片来源：哥伦比亚广播公司新闻 主持人：哥伦比亚广播公司新闻】基于此，许多研究人员此前想到在患者体内植入植入物，以自动监测血糖水平，并在必要时发出警报。
雷锋网从苏黎世联邦理工学院官网获悉，该团队擅长开发能够响应人体特定生理状态（如高血脂、低血糖）的植入物。
其中，Martin富森格的主要研究方向是哺乳动物细胞工程，特别是处理复杂控制和闭环表达逻辑的合成遗传电路的组装，以及连接宿主代谢以纠正主要代谢紊乱的麻醉工程细胞植入物的生产。
因此，他们自然也关注植入物。
一般来说，植入物可以对生化刺激做出反应，但也会受到光等外部因素的影响。
因此，研究团队很早就计划利用无线供电的电刺激来直接控制基因表达。
具体来说，该团队设计了一种包含胰岛素生成细胞和电子控制单元的装置，该装置被植入糖尿病患者体内。
当摄入食物、血糖升高时，患者可以使用APP触发电信号，调节血糖水平；患者也可以提前设置，APP会自动触发电信号。
在论文中，研究团队介绍了植入物的原型：植入物的一侧是一块印刷电路板（PCB），里面装有接收器和控制电子设备，另一侧是一个装有人体细胞的胶囊，这些细胞通过通过 Micro 电缆连接。
下图为植入物原型的正面和背面，大约有2法郎硬币大小。
其主要工作原理是：来自体外的无线电信号激活植入物中的电子装置。
这些电子设备直接向细胞传输电信号，刺激钙和钾通道，并触发控制胰岛素基因的细胞中的信号级联。
反应。
这里的“信号级联反应”是指细胞表面受体接收外界信号并最终做出综合反应的过程。
在此过程中，信号逐渐放大。
收到信号后，细胞开始按照指令行事——细胞将胰岛素添加到可以在细胞器之间携带细胞货物的囊泡中。
囊泡与细胞膜融合，几分钟后开始快速释放胰岛素，让胰岛接管。
细胞 65-80% 的 β 细胞对膜去极化有反应。
论文称，通过电子设备对β细胞进行无线电刺激，研究团队成功实现了囊泡胰岛素释放的实时控制，胰岛素水平在10分钟内达到峰值。
研究小组将其植入患有1型糖尿病的小鼠皮下，结果表明，电信号触发的囊泡释放系统可以快速使小鼠恢复正常血糖水平。
尚处于动物实验阶段的人类互联网，Martin、富森格和教授介绍了这个解决方案的优点：我们的植入物可以连接到互联网，医生或患者可以使用APP自行干预并触发胰岛素的产生，APP也可以直接干预。
此类设备使人们能够完全融入数字世界，成为物联网甚至身体互联网的一部分。
不过，这一解决方案仍处于动物实验阶段，还存在一些潜在的问题：首先，为了确保不会对患者的细胞和基因造成损害，研究团队需要进一步研究最大电流。
此外，电子设备与电池之间的连接也需要优化。
二是安全问题。
Martin福斯内格孔表示：理论上，起搏器很容易受到黑客攻击，但由于其强大的保护功能，仍然有患者植入了起搏器。
这也是我们需要添加的部分。
第三，研究小组需要找到一种更方便的方法来更换植入物中使用的细胞，这必须每三周进行一次。
据了解，在实验中，团队在植入物原型上安装了两根填充管来替换细胞，但团队希望有更实用的解决方案。
当然，解决了上述问题之后，真正实现用手机APP一键测血糖、注射胰岛素的想法还有一个关键且必要的步骤——临床试验。
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