Iniettabile nano-rete controlla lo zucchero nel sangue nei diabetici per giorni alla volta


"Abbiamo creato un sistema 'intelligente' che viene iniettato nel corpo e risponde ai cambiamenti di zucchero nel sangue attraverso il rilascio di insulina, controllando efficacemente i livelli di zucchero nel sangue," dice il Dott Zhen Gu, autore di un articolo che descrive il lavoro e un professore assistente nel programma congiunto di ingegneria biomedica presso NC State e UNC Chapel Hill. "Abbiamo testato la tecnologia nei topi, e una iniezione era in grado di mantenere i livelli di zucchero nel sangue nel range di normalità fino a 10 giorni."

Quando un paziente ha il diabete di tipo 1, il suo corpo non produce insulina sufficiente, un ormone che trasporta il glucosio - o nel sangue di zucchero - dal flusso sanguigno nelle cellule del corpo. Questo può causare una serie di effetti sulla salute. Attualmente, i pazienti diabetici devono prelevare campioni di sangue frequenti per monitorare i loro livelli di zucchero nel sangue e iniettare l'insulina come necessario per garantire i loro livelli di zucchero nel sangue sono nel range "normale". Tuttavia, queste iniezioni possono essere dolorosi, e può essere difficile determinare il livello di dose esatta di insulina. Somministrazione di insulina troppo o troppo poco pone i propri rischi per la salute.




Il nuovo, iniettabile nano-rete è composta da una miscela contenente nanoparticelle con un nucleo solido di insulina, destrano modificato e enzimi glucosio ossidasi. Quando gli enzimi sono esposti a livelli elevati di glucosio che convertono il glucosio in acido gluconico, che scompone il destrano modificato e rilascia l'insulina. L'insulina poi porta i livelli di glucosio sotto controllo. L'acido gluconico e destrano sono completamente biocompatibili e dissolvono nel corpo.

Ciascuno di questi nuclei di nanoparticelle è dato sia un rivestimento biocompatibile carico positivamente o negativamente caricato. I rivestimenti carica positiva sono fatte di chitosano (un materiale normalmente presente nelle conchiglie gamberetti), mentre i rivestimenti caricati negativamente sono fatti di alginato (un materiale normalmente presenti nelle alghe).

Quando la soluzione di nanoparticelle rivestite è mescolato insieme, i rivestimenti positivamente e negativamente cariche vengono attratti l'uno dall'altro per formare un "nano-rete". Una volta iniettato nello strato sottocutaneo della pelle, nano-rete tiene le nanoparticelle insieme e impedisce loro dispersione in tutto il corpo. Sia la nano-rete ei rivestimenti sono porosi, permettendo al sangue - e zuccheri nel sangue - per raggiungere i nuclei di nanoparticelle.

"Questa tecnologia crea effettivamente un sistema 'a circuito chiuso' che simula l'attività del pancreas in una persona sana, rilasciando insulina in risposta al glucosio cambiamenti di livello", dice Gu. "Questo ha il potenziale per migliorare la salute e la qualità della vita dei pazienti affetti da diabete."

Team di ricerca di Gu sta attualmente discutendo di spostare la tecnologia in studi clinici per l'uso nell'uomo.

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