För barn med typ 1 -diabetes, risken att uppleva en allvarlig hypoglykemisk episod är särskilt vanlig – och för föräldrar, hotet att det händer mitt i natten är särskilt skrämmande. Plötsliga och kritiska blodsockerfall kan förbli oupptäckta över natten när barnet sover, vilket resulterar i koma och död – en händelse som kallas "död i sängen syndrom".

"En förälder kan kontrollera sitt barns glukosnivåer precis innan de går och lägger sig och allt ser bra ut, sedan runt 02.00 är deras blodsocker farligt lågt - nära komatös nivå, sa Matthew Webber, docent i kemi- och biomolekylär teknik vid University of Notre Dame.

Webber har lyssnat på föräldrar till diabetesbarn beskriver rädslan för ett sådant avsnitt - att vakna flera gånger om natten för att kontrollera glukosnivåer och panik i nödsituationer och skynda barn till sjukhuset mitt i natten.

I svåra situationer, glukagoninjektioner kan stabilisera blodsockernivåerna tillräckligt länge för att föräldrar ska kunna få läkarvård för sitt barn. Men i en ny studie, publicerad i Journal of the American Chemical Society , Webber omprövar den traditionella användningen av glukagon som en nödåtgärd genom att administrera det som en förebyggande åtgärd.

I forskningen, Webber och hans team illustrerar hur de framgångsrikt utvecklat hydrogeler som förblir intakta i närvaro av glukos men långsamt destabiliseras när nivåerna sjunker, frigöring av glukagon i systemet, höja glukosnivåerna.

"Inom området för glukoskänsliga material, fokus har vanligtvis legat på att hantera insulintillförsel för att kontrollera toppar i blodsocker, ”, sade Webber. ”Det finnas två beståndsdelar till blodglucosestyrning. Du vill inte att ditt blodsocker ska vara för högt och du vill inte att det ska vara för lågt. Vi har i huvudsak konstruerat en kontrollcykel med en hydrogel som bryts ner när glukosnivåerna sjunker för att frigöra glukagon vid behov."

Gelerna är vattenbaserade med en tredimensionell struktur. Webber beskriver dem som att de har en nätliknande arkitektur som liknar en hög med spaghetti-nudlar med glukagon "strödd" överallt. Enligt studien, i djurmodeller löstes gelerna upp när glukosnivåerna sjönk, så småningom bryts ner för att frigöra deras glukagoninnehåll.

Helst i framtida tillämpningar, gelerna skulle administreras varje kväll före sänggåendet, Webber förklarade. "Om en hypoglykemisk episod uppstod senare, tre eller fem timmar senare medan barnet sover, då skulle tekniken finnas där redo att distribuera det terapeutiska, korrigera glukosobalansen och förhindra en allvarlig episod."

Webber betonade att forskningen befinner sig i extremt tidiga skeden och föräldrar och individer som lever med typ 1 -diabetes bör inte förvänta sig att se en sådan behandling tillgänglig inom kort sikt.

"En av de stora utmaningarna var att konstruera hydrogelen för att vara tillräckligt stabil i närvaro av glukos och tillräckligt lyhörd i frånvaro av det, " sa han. En annan utmaning var att förhindra glukagonet från att läcka ut ur hydrogelens nätliknande struktur. Även om teamet till slut lyckades, Webber sa att han hoppas kunna förbättra stabiliteten och lyhördheten med ytterligare studier.