　研究グループは、グルコース（糖）に応答する「フェニルボロン酸」を主成分とする高分子ゲル（グルコース応答性ゲル）を作製。2017年には、このゲルとシリコンカテーテルを組み合わせ、エレクトロニクスフリー、タンパク質フリーのクローズドループ型人工膵臓デバイスを作製し、マウスによる機能実証に成功した。しかし、マウスとヒトは1000倍以上の体重差があり、スケールアップする方法を模索していた。

　今回の研究では、血液透析用の中空糸をグルコース応答性ゲルでコーティングすることで、インスリン放出効率を飛躍的に向上させることに成功した。このデバイスでは、インスリン放出量がグルコース応答性ゲルの表面積に比例して増加するため、中空糸構造によって放出面積が確保できた。従来のマウス用デバイスと同等のサイズで、体重が10倍のラットに有効であることを確認した。

グルコース応答性ゲルにより自律的にインスリンを放出する人工膵臓デバイス（クリックで拡大）出典：名古屋大学

中空糸融合型デバイス（クリックで拡大）出典：名古屋大学

　また、軽症糖尿病モデルラットに今回開発したデバイスを皮下留置したところ、活動期の高血糖が顕著に改善した。一方で、非活動期の正常域血糖値には、影響を及ぼさなかった。デバイスの効果は、1週間以上持続して確認できた。

血糖日内変動に対する効果（クリックで拡大）出典：名古屋大学

　糖尿病モデルラットで平均血糖値を正常化したことに加え、低血糖を引き起こさず日内変動指標を大幅に改善したのは、エレクトロニクスフリーなシステムとしては世界初になるという。

　血糖日内変動は糖原病合併症の発症に深く関わるため、このデバイスは単に血糖値を低下させるだけでなく、合併症予防に有効である可能性が示された。また、臨床応用されれば、1型、2型糖尿病を含めたインスリン療法の早期導入につながる可能性があるとしている。

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