Gel "impressi" promettenti per il futuro dei dispositivi medici

Aprile 27, 2016 Admin Salute 0 0
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West Lafayette, Indiana -. Gli scienziati della Purdue University stanno creando un sensore biologico per il glucosio nel campo della ricerca che in ultima analisi può aiutare a progettare dispositivi "drug delivery intelligente" che potrebbero essere impiantati nel corpo per amministrare i farmaci come l'insulina.

I ricercatori hanno formato un gel maglia-come "biomimetici" contenente molecole di glucosio e poi utilizzato una sostanza chimica leggermente acido per rimuovere il glucosio, lasciando spazi in cui il glucosio utilizzato per essere. Se collocato in un liquido come il sangue, il glucosio nel liquido diffonde nel gel e si lega agli spazi vuoti. Il gel è detto di essere "impresso" per le molecole di glucosio. Materiali simili possono essere utilizzati in dispositivi medici futuri per rilevare la presenza di glucosio, forse segnalando un'azione per liberare insulina o altri farmaci per i diabetici, ha detto ingegneria chimica studente di dottorato Mark Byrne.

"Sarei il primo a dire che abbiamo un sacco di lavoro da fare, ma i nostri risultati finora sono molto incoraggianti", ha detto Byrne, che discuterà il lavoro Martedì (8/28) durante nazionale della American Chemical Society incontro, Domenica a Giovedi (8/26-30), a Chicago. Lo studente sta lavorando con Nicholas A. Peppas, Showalter Distinguished Professor di Purdue di Chimica e Ingegneria Biomedica, e Kinam Parco, un professore di ingegneria biomedica e farmaceutica.




"C'è molto interesse per il rilevamento del glucosio per la ricerca sul diabete", ha detto Byrne. "E questo è stato l'obiettivo principale di questo lavoro. Tuttavia, stiamo anche lavorando su sistemi che legano altre molecole che sono importanti per il trattamento di altre condizioni.

"E 'un compito enorme di progettare qualcosa che alla fine funzionerà nel corpo umano."

L'approccio cerca di imitare come alcune molecole attaccano ai "siti di legame" a altre molecole, simile al modo in cui una chiave si inserisce in una serratura. Tale legame è fondamentale per diversi processi biologici. Ogni sito di legame, però, deve possedere la forma corretta e altre caratteristiche per di legarsi ad una molecola specifica.

Il gel biomimetici contiene numerosi siti di legame per il glucosio.

"In sostanza, stiamo cercando di disegnare ciò che la natura ha fatto così bene, e questa è una cosa difficile da fare", ha detto Byrne. "Stiamo creando siti di legame artificiali."

Meccanismi di rilevamento artificiali un giorno potrebbe essere incorporati in dispositivi medici impiantati all'interno del corpo. Il meccanismo di rilevamento sarebbe parte di un reticolo contenente farmaci all'interno numerose cavità microscopiche. Percependo glucosio nel sangue sarebbe attivare automaticamente il reticolo di espandersi, aprendo i pori e rilasciando insulina o un farmaco che permetta al corpo di assorbire più efficiente insulina.

"In ultima analisi, sarebbe bello di progettare qualcosa di questo genere, che avrebbe fornito la terapia per il diabete di tipo uno," ha detto Byrne. "Sarebbe rileva automaticamente quando il livello di glucosio era alto, e quindi sarebbe rilasciare un adeguato livello di insulina. Quindi, ogni volta che il livello di glucosio scese di nuovo, il gel polimerico sarebbe intelligente arrestare il rilascio di insulina."

Circa 700.000 americani soffrono di diabete insulino-dipendente, noto anche come il diabete di tipo uno. Le persone che hanno il diabete insulino-dipendente deve prendere l'insulina, sia da soli l'iniezione con un ago, almeno due volte al giorno o utilizzando un a batteria "pompa di insulina." La pompa viene indossato fuori del corpo, su una cintura o in una tasca, e fornisce un flusso costante di insulina attraverso un tubo che collega ad un ago inserito sotto la pelle.

Poiché il diabete insulino-dipendente di solito affligge i giovani, che si chiamava diabete giovanile. Circa 12.000 bambini negli Stati Uniti sono diagnosticati con la malattia ogni anno.

I gel possono essere incorporati in un sistema di erogazione di farmaco che riceve i segnali dai sensori e comandi del reticolo di espandersi, rilasciando insulina. Un'altra possibilità è che i sensori stessi possono comandare direttamente l'reticolo di espandersi.

"Il sistema dovrebbe essere sensibile a ciò che è nel sangue, e poi, a seconda di cosa rilevata nel sangue, sarebbe somministrare la giusta quantità di farmaco", Byrne detto.

Tali applicazioni probabilmente saranno almeno cinque anni nel futuro, hanno detto i ricercatori.

Un aspetto importante della ricerca Purdue è che gli scienziati sono stati in grado di rendere il gel con un solvente non tossico e in acqua, il che significa che sarebbe compatibile con il corpo umano.

Il gel viene creata dalla luce ultravioletta, che causa molecole circondano il glucosio per formare i siti di legame. Poi, il glucosio viene rimosso con una sostanza chimica acida, lasciando i siti di legame sintetici, vuote.

La ricerca è sostenuta dal National Institutes of Health, e il lavoro è stato condotto sotto gli auspici del Programma di recente formazione in campo terapeutico e diagnostico dispositivi, che sono supportati dalla National Science Foundation e diretto da Peppas. Il programma riunisce gli ingegneri da una vasta gamma di sfondi e competenze ed è stata costituita per formare ricercatori nel settore dei dispositivi biomedicali, compresi gli organi, i biomateriali, dispositivi a rilascio controllato artificiali e materie tissutale.

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