Les bio-ingénieurs de l'UCLA et leurs collègues de l'UNC School of Medicine et du MIT ont développé un patch intelligent d'administration d'insuline qui pourrait un jour surveiller et gérer les niveaux de glucose chez les personnes atteintes de diabète et délivrer la dose d'insuline nécessaire. Le patch adhésif, environ la taille d'un quart, est simple à fabriquer et destiné à une utilisation quotidienne.

L'étude, Publié dans Nature Génie Biomédical , décrit des recherches menées sur des souris et des porcs. L'équipe de recherche, dirigé par Zhen Gu, Doctorat., professeur de bio-ingénierie à la UCLA Samueli School of Engineering, demande l'approbation de la FDA pour des essais cliniques chez l'homme. Gu et ses collègues ont mené les premiers tests réussis du patch intelligent d'insuline chez la souris en 2015 en Caroline du Nord.

"Notre objectif principal est d'améliorer la santé et la qualité de vie des personnes atteintes de diabète, " dit Gu, ancien professeur au département conjoint UNC/NCSU de génie biomédical. "Ce patch intelligent élimine le besoin de vérifier constamment sa glycémie, puis d'injecter de l'insuline si et quand cela est nécessaire. Il imite la fonction de régulation du pancréas mais d'une manière facile à utiliser."

Le patch adhésif surveille la glycémie, ou de glucose. Il contient des doses d'insuline préchargées dans de très petites micro-aiguilles, moins d'un millimètre de longueur qui délivrent des médicaments rapidement lorsque la glycémie atteint un certain seuil. Lorsque la glycémie revient à la normale, l'administration d'insuline du patch ralentit également. Les chercheurs ont déclaré que l'avantage est qu'il peut aider à prévenir le surdosage d'insuline, qui peut conduire à une hypoglycémie, convulsions, le coma ou même la mort.

"Cela a toujours été un rêve de réaliser l'administration d'insuline de manière intelligente et pratique, " a déclaré le co-auteur de l'étude John Buse, MARYLAND, Doctorat., directeur de l'UNC Diabetes Center et du North Carolina Translational and Clinical Sciences (NC TraCS) Institute de l'Université de Caroline du Nord à la Chapel Hill School of Medicine. "Ce patch d'insuline intelligent, s'il s'avère sûr et efficace lors d'essais sur l'homme, révolutionnerait l'expérience du patient dans les soins du diabète.

L'insuline est une hormone produite naturellement dans le pancréas qui aide l'organisme à réguler le glucose, qui provient de la consommation alimentaire et fournit de l'énergie au corps. L'insuline est la clé moléculaire qui aide à déplacer le glucose de la circulation sanguine vers les cellules pour l'énergie et le stockage. Le diabète de type 1 survient lorsque le corps d'une personne ne produit pas naturellement d'insuline. Le diabète de type 2 survient lorsque le corps n'utilise pas efficacement l'insuline produite. Dans tous les cas, une dose régulière d'insuline est prescrite pour gérer la maladie, qui touche plus de 400 millions de personnes dans le monde.

Le traitement de la maladie n'a pas beaucoup changé depuis des décennies dans la plupart des pays. Les patients diabétiques prélèvent leur sang à l'aide d'un appareil qui mesure la glycémie. Ils s'auto-administrent ensuite une dose d'insuline nécessaire. L'insuline peut être injectée avec une aiguille et une seringue, un appareil en forme de stylo, ou délivré par une pompe à insuline, qui est un instrument portable de la taille d'un téléphone portable attaché au corps par un tube avec une aiguille à l'extrémité. Un patch d'insuline intelligent détecterait le besoin d'insuline et l'administrerait.

Les micro-aiguilles utilisées dans le patch sont fabriquées avec un polymère sensible au glucose qui est encapsulé avec de l'insuline. Une fois appliqué sur la peau, les microaiguilles pénètrent sous la peau et peuvent détecter la glycémie. Si les niveaux de glucose augmentent, le polymère est déclenché pour libérer l'insuline. Chaque micro-aiguille est plus petite qu'une aiguille ordinaire utilisée pour prélever du sang et n'atteint pas aussi profondément, le patch est donc moins douloureux qu'une piqûre d'épingle. Chaque micro-aiguille pénètre environ un demi-millimètre sous la peau, ce qui est suffisant pour fournir de l'insuline dans le corps.

Dans les expériences, un patch de la taille d'un quart a réussi à contrôler les niveaux de glucose chez les porcs atteints de diabète de type I pendant environ 20 heures. Les porcs pesaient environ 55 livres en moyenne.

"Je suis heureux que l'équipe ait pu rapprocher ce patch d'insuline intelligent un peu plus de la réalité, et nous sommes impatients de le voir aller de l'avant pour aider un jour les personnes atteintes de diabète, " dit Robert Langer, ScD, le professeur David H. Koch Institute au MIT et l'un des co-auteurs de l'article.

La technologie a été acceptée dans le programme de technologie émergente de la Food and Drug Administration des États-Unis, qui accompagne les entreprises dans le processus réglementaire. Les chercheurs demandent l'approbation de la FDA pour des essais cliniques sur l'homme, qui, selon eux, pourrait commencer d'ici quelques années. L'équipe a envisagé que le patch micro-aiguille intelligent pourrait être adapté avec différents médicaments pour gérer également d'autres conditions médicales.