นักวิจัยที่ MIT พัฒนาอุปกรณ์ช่วยให้เซลล์ islet ของตับอ่อนซึ่งรับการปลูกถ่ายได้รับออกซิเจนและมีชีวิตรอดยืนยาวขึ้น ด้วยเทคนิคที่ให้มีห้องเก็บรักษาออกซิเจนที่สามารถเติมซ้ำได้อีก และวิธีเคลือบที่ป้องกันเซลล์จากระบบภูมิคุ้มกันได้  ผลการทดสอบกับหนูที่เป็นโรคเบาหวาน  พบว่า อุปกรณ์ที่ฝังใต้ผิวหนังช่วยให้เซลล์ที่ผลิตอินซูลินจำนวนเกือบร้อยละ 90 มีชีวิตอยู่ได้นานถึง 8 เดือน และระดับน้ำตาลในเลือดอยู่ในขอบเขตปกติในหนูส่วนใหญ่  เชื่อว่าเทคนิคนี้จะสามารถเป็นทางเลือกใหม่ของการรักษาในระยะยาวสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน ชนิดที่ 1
    ตั้งแต่ทศวรรษ 1960 นักวิจัยสนใจความเป็นไปได้ในการรักษาโรคเบาหวาน ชนิดที่ 1 โดยการปลูกถ่ายเซลล์ islet ซึ่งเป็นเซลล์ตับอ่อนที่ทำหน้าที่ผลิตอินซูลิน ในเวลาที่ความเข้มข้นของน้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้น
    อย่างไรก็ตาม การนำวิธีนี้ไปปฏิบัติปรากฏยังประสบปัญหาอยู่  อุปสรรคประการหนึ่ง คือ ทันทีที่ปลูกถ่าย islet ลงไป เซลล์จะตายถ้าไม่ได้รับออกซิเจนเพียงพอ  ปัจจุบันคณะผู้วิจัยที่ MIT ซึ่งทำงานกับบริษัท Beta-O2 Technologies ได้พัฒนาและทดสอบอุปกรณ์ที่สามารถฝังเข้าไปในร่างกายได้ ซึ่งจะป้อนออกซิเจนให้เซลล์ islet ด้วยออกซิเจนของมันเอง ผ่านห้องที่สามารถเติมออกซิเจนได้ทุก 24 ชั่วโมง
    “การนำออกซิเจนไปให้เซลล์เหล่านี้เป็นปัญหาที่ยุ่งยาก” Clark Colton ศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมเคมีที่ MIT และผู้เขียนรายงานอาวุโส กล่าวและว่า  “ประโยชน์ของวิธีนี้ คือ คุณสามารถรักษาให้ islet มีชีวิตเพื่อให้ทำหน้าที่ของมันได้ คุณไม่จำเป็นต้องใช้เนื้อเยื่อมาก และคุณลดความสามารถของอุปกรณ์ฝังในการกระตุ้นการตอบสนองของภูมิคุ้มกันได้”
การทดสอบอุปกรณ์ฝังเหล่านี้ในหนู แสดงว่า เกือบร้อยละ 90 ของ islet ยังอยู่คงรอดเป็นเวลาหลายเดือน และหนูส่วนใหญ่มีระดับกลูโคสในเลือดเป็นปกติตลอดเวลาดังกล่าว
    การศึกษาครั้งนี้มี Yoav Evron จาก Beta-O2 Technologies เป็นผู้นำการเขียนรายงานการศึกษา ซึ่งปรากฏใน Scientific Reports
    โรคเบาหวาน ชนิดที่ 1 เกิดขึ้นเมื่อระบบภูมิคุ้มกันของผู้ป่วยทำลายเซลล์ islet ของตับอ่อน  ดังนั้น ผู้ป่วยจะไม่สามารถผลิตอินซูลินได้ต่อไป อินซูลินจำเป็นสำหรับร่างกายในการดูดซึมน้ำตาลจากกระแสเลือด  ความพยายามในตอนแรก ๆ ในการรักษาผู้ป่วยด้วยการปลูกถ่าย islet จากศพไม่ประสบความสำเร็จ เนื่องจาก islet ไม่สามารถอยู่รอดได้หลังจากการปลูกถ่าย
    หนึ่งในหลาย ๆ เหตุผลที่การปลูกถ่าย islet ไม่สำเร็จ คือ ถูกโจมตีโดยระบบภูมิคุ้มกันของผู้ป่วย  ดังนั้น เพื่อปกป้องเซลล์ที่ได้รับการปลูกถ่าย นักวิจัยจึงได้เริ่มพัฒนาอุปกรณ์ฝังซึ่งหุ้ม islet ไว้ในวัสดุอย่างเช่น โพลิเมอร์  อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่ยังคงอยู่ คือ การทำให้แน่ใจว่า islet ได้รับออกซิเจนเพียงพอ Prof. Colton กล่าว
    ในตับอ่อนที่แข็งแรง เซลล์ islet จะสัมผัสกับหลอดเลือดฝอยช่วยให้ islet ได้รับเลือดที่มีออกซิเจน ณ ความดันย่อยของออกซิเจนที่ประมาณ 100 มิลลิเมตรปรอท (mmHg)
    (ความดันย่อยเป็นการวัดความเข้มข้นของก๊าซแต่ละชนิดในส่วนผสมที่ประกอบด้วยก๊าซหลายชนิด)
    เมื่อแพทย์พยายามปลูกถ่าย islet ให้กับผู้ป่วยโรคเบาหวาน เซลล์จำนวนมากไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับหลอดเลือดฝอย ดังนั้น ปริมาณออกซิเจนที่ได้รับจึงต่ำ
งานวิจัยก่อนหน้านี้ในห้องปฏิบัติการของ Prof. Colton ค้นพบว่า ผิวของ islet จำเป็นต้องสัมผัสกับออกซิเจนอย่างน้อย 50 mmHg เพื่อให้อยู่รอดและผลิตอินซูลินได้เป็นปกติ
    จากการทดลองปฏิบัติการติดต่อกัน คณะทำงานของ MIT ซึ่งทำงานร่วมกับคณะผู้วิจัยที่ Beta-O2Technologies ได้พบเงื่อนไขการทำงานของอุปกรณ์ที่จำเป็นเพื่อให้ islet มีชีวิตและทำหน้าที่ได้เป็นเวลายาวนาน ขณะที่อุปกรณ์ถูกประกอบรวมกันให้แน่นจนมีขนาดเล็กพอที่จะฝั่งเข้าในผู้ป่วยได้
    อุปกรณ์ที่ทดสอบตามรายงานใน Scientific Reports  เซลล์ islet ถูกห่อไว้ในแผ่น (slab) alginate ซึ่งเป็นโพลีแซคคาไรด์ (polysaccharide) ที่ผลิตโดยสาหร่าย มีความหนาประมาณ 600 ไมครอน เยื่อหุ้มบนด้านหนึ่งของแผ่นจะกันไม่ให้สัมผัสกับเซลล์ภูมิคุ้มกันและโปรตีนขนาดใหญ่ แต่ยอมให้อินซูลิน สารอาหาร และออกซิเจนผ่านได้  ต่ำลงไปเป็นห้องก๊าซ (gas chamber) มีความหนาประมาณ 5 มิลลิเมตร ซึ่งบรรจุก๊าซในบรรยากาศ เช่น ไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์นอกเหนือจากออกซิเจน  ออกซิเจนไหลออกจากห้องนี้ข้ามเยื่อเลือกผ่าน (semipermeable membrane) และเข้าไปใน islet ที่ฝังอยู่ในแผ่น alginate
    ขณะที่ออกซิเจนกระจายผ่านแผ่น ออกซิเจนจะค่อย ๆ ถูกใช้ ดังนั้น ความดันย่อย (partial pressure) ของออกซิเจนจะลดลงอย่างต่อเนื่อง  เพื่อให้แน่ใจว่าความดันย่อยยังอยู่อย่างน้อยที่สุด 50 mmHg เป็นเวลา 24 ชั่วโมง ในห้องก๊าซ คณะผู้วิจัยพบว่าจำเป็นจะต้องเริ่มระดับความด้นย่อยของออกซิเจนที่ 500 mmHg ในห้องก๊าซ
    หลังจาก 24 ชั่วโมง จะเติมออกซิเจนเข้ามาใหม่ผ่านช่องต่อ (port) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ฝังอยู่ใต้ผิวหนัง และต่อเชื่อมกับสายสวนที่นำไปสู่ islet ที่ถูกหุ้มไว้ โดยสายสวนนี้ฝังไว้ใต้ผิวหนังเช่นเดียวกัน
    ในการทดสอบกับหนูที่เป็นโรคเบาหวานซึ่งไม่ได้กดภูมิคุ้มกัน คณะผู้วิจัยได้แสดงให้เห็นว่า เกือบร้อยละ 90 ของ islet อยู่รอดตลอดเวลาที่ปลูกถ่าย ซึ่งกินเวลาตั้งแต่ 11 สัปดาห์ ถึง 8 เดือน  คณะผู้วิจัยยังพบว่า ระดับน้ำตาลในเลือดของสัตว์ทดลองนี้ส่วนใหญ่ยังคงปกติในขณะที่ฝังอุปกรณ์ไว้  และกลับคืนสู่ระดับของโรคเบาหวานหลังจากเอาออก
    ประโยชน์อีกประการหนึ่งของวิธีนี้ คือ เนื่องจากเซลล์ islet ส่วนใหญ่ยังมีชีวิตอยู่ จึงมีโอกาสน้อยลงที่จะกระตุ้นการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน  เมื่อเซลล์ตาย มันจะแตกสลาย และชิ้นส่วนของโปรตีนที่คงอยู่กับดีเอ็นเอมีความเป็นไปได้มากขึ้นที่จะดึงดูดความสนใจของระบบภูมิคุ้มกัน
    “ด้วยการรักษาให้เซลล์มีชีวิต คุณจะลดการตอบสนองของภูมิคุ้มกันให้เหลือน้อยที่สุด” Prof. Colton กล่าว
    James Shapiro ศาสตราจารย์สาขาศัลยศาสตร์ เวชศาสตร์ และศัลยศาสตร์มะเร็งที่ University of Alberta ซึ่งดำเนินโปรแกรมปลูกถ่าย islet ในช่วงเวลา 20 ปีที่ผ่านมา กล่าวว่า เขาเชื่อว่าวิธีนี้จะให้ความหวังที่เป็นไปได้ และสามารถช่วยกำจัดความจำเป็นที่ต้องให้ยากดภูมิคุ้มกันแก่ผู้ป่วยที่ได้รับการปลูกถ่าย islet
    “อุปกรณ์ชนิดนี้สามารถป้องกันเซลล์จากการโจมตีของภูมิคุ้มกันและส่งออกซิเจนเพื่อช่วยให้เซลล์รอดชีวิตมากขึ้น”      Prof. Shapiro ซึ่งไม่ได้มีส่วนในการศึกษาครั้งนี้ กล่าว
    “วิธีนี้จะช่วยให้ปลูกถ่ายเซลล์ islet ในผู้ป่วยได้ โดยไม่ต้องใช้ยายับยั้งการต่อต้านของร่างกาย ซึ่งจะช่วยเพิ่มความปลอดภัยได้อย่างมากกับการปลูกถ่ายเซลล์ islet ที่เรากำลังทำในเวลานี้”
    ปัจจุบันคณะผู้วิจัยที่ Beta-O2 Technologies กำลังทำงานด้วยอุปกรณ์รุ่นใหม่ ซึ่งห้องเก็บออกซิเจนถูกฝังไว้ใต้ผิวหนัง แยกจาก islet  อุปกรณ์รุ่นนี้ต้องการเติมออกซิเจนเพียงสัปดาห์ละครั้งเท่านั้น ซึ่งเป็นที่สนใจมากขึ้นสำหรับผู้ป่วย
    การวิจัยครั้งนี้ได้รับทุนสนับสนุนบางส่วนจากกระทรวงวิทยาศาสตร์ของประเทศอิสราเอล