Việc tiêm insulin hàng ngày gây đau đớn và bất tiện nên các nhà khoa học đang phát triển thiết bị cấy ghép có thể điều trị bệnh tiểu đường mà không cần tiêm. Một thiết bị cấy ghép mới có vẻ đặc biệt hứa hẹn vì nó tạo ra oxy để cung cấp chất dinh dưỡng cho các tế bào đảo được cấy ghép.
Ở hầu hết mọi người, tế bào đảo tụy sản xuất insulin cần thiết để duy trì lượng đường trong máu thích hợp. Thật không may, hệ thống miễn dịch của những người mắc bệnh tiểu đường loại 1 sẽ phá hủy các tế bào này, do đó insulin phải được tiêm thủ công vào máu.
Một giải pháp thay thế cho việc tiêm insulin là cấy ghép các tế bào đảo nhỏ được chiết xuất từ xác chết hoặc có nguồn gốc từ tế bào gốc. Mặc dù điều này có tác dụng trong nhiều trường hợp nhưng bệnh nhân phải dùng thuốc ức chế miễn dịch suốt đời để ngăn chặn các tế bào này bị đào thải.
Các nhà khoa học đang cố gắng đóng gói các tế bào đảo nhỏ trong những bộ phận cấy ghép nhỏ xíu, linh hoạt để bảo vệ các tế bào khỏi hệ thống miễn dịch của vật chủ nhưng vẫn cho phép insulin do các tế bào này sản xuất khuếch tán vào máu. Tuy nhiên, những bộ phận cấy ghép này cũng ngăn không cho oxy duy trì sự sống đi vào tế bào, nghĩa là tế bào không thể sống được lâu.
Một số bộ phận cấy ghép giải quyết tình trạng thiếu hụt này bằng cách kết hợp các buồng oxy được nạp sẵn hoặc các hóa chất tạo ra oxy. Tuy nhiên, theo thời gian, oxy và thuốc thử sẽ cạn kiệt, do đó thiết bị cấy ghép phải được thay thế hoặc nạp lại.
Một nhóm tại MIT và Bệnh viện nhi Boston gần đây đã phát triển một thiết bị mới nhằm tìm kiếm giải pháp thay thế lâu dài hơn.
Thiết bị chứa hàng trăm nghìn tế bào đảo tụy và màng trao đổi proton, có tác dụng tách hơi nước (có tự nhiên trong cơ thể con người) thành hydro và oxy. Hydro khuếch tán một cách vô hại, trong khi oxy đi vào buồng chứa của bộ phận cấy ghép. Sau đó, một màng thoáng khí trong buồng lưu trữ sẽ cho phép oxy chảy vào buồng lưu trữ chứa các tế bào đảo nhỏ.
Kích hoạt hành động tách hơi nước cần một điện áp nhỏ, được truyền không dây từ cuộn dây từ tính bên ngoài đến ăng-ten của bộ cấy. Các cuộn dây có thể được dán vào da của bệnh nhân, ngay sát vị trí cấy ghép.
Trong các thí nghiệm trên chuột mắc bệnh tiểu đường, một nhóm chuột được cấy một thiết bị tạo oxy hoàn chỉnh dưới da, trong khi một nhóm chuột khác nhận được một thiết bị không tạo ra oxy chỉ chứa các tế bào đảo tụy. Trong khi cả hai nhóm gặm nhấm ban đầu đều hoạt động tốt thì nhóm không được cung cấp oxy lại bị tăng đường huyết trong vòng khoảng hai tuần.
Kế hoạch hiện tại là thử nghiệm nó trên động vật lớn hơn và sau đó chuyển sang thử nghiệm lâm sàng ở người. Người ta hy vọng rằng công nghệ này cũng có thể được sử dụng để sản xuất các loại protein trị liệu khác để điều trị các bệnh khác. Trên thực tế, thiết bị này đã được sử dụng để hỗ trợ tế bào sản xuất erythropoietin, một loại protein kích thích sản xuất hồng cầu.
"Có nhiều loại bệnh mà bệnh nhân cần sử dụng protein ngoại sinh, đôi khi rất thường xuyên. Nếu chúng ta có thể thay thế nhu cầu truyền dịch mỗi tuần bằng một bộ cấy ghép duy nhất có tác dụng lâu dài, tôi nghĩ điều đó thực sự có thể giúp ích cho rất nhiều bệnh nhân", Daniel Anderson, giáo sư tại MIT và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.