Resumen Diario de Nanomateriales y bioestructuras vol. 3, N º 4, diciembre 2008, p. 221 hasta 225
Revisión del papel
APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA EN LA DIABETES
Awadhesh KUMAR ARYA * Lalit Kumar, DEEPA POKHARIA,
Kamlakar Tripathi
Departamento de Medicina, Instituto de Ciencias Médicas de la Universidad Hindú de Benarés,
La nanotecnología ofrece tecnologías de sensores que proporcionan más precisa y oportuna
Diagnóstico de la información médica para la enfermedad, y los dispositivos en miniatura que puede administrar
Automáticamente tratamiento si es necesario. Algunas pruebas como los niveles de azúcar en la sangre la diabetes requieren
pacientes para administrar los propios examen para evitar el riesgo de caer a sus niveles de glucosa
niveles peligrosos. Estos usuarios tienen algunos niños y los ancianos no pueden ser bles para llevar a cabo
Correctamente la prueba, oportuna y sin dolor considerable. La nanotecnología puede ahora ofrece nuevas
tecnologías de sensores implantables y / o portátil que proveen continuo y extremadamente
propósito exacto información.La médico de esta revisión es arrojar más luz sobre el
los recientes avances y el impacto de la nanotecnología en las ciencias biomédicas para curar la diabetes.
(Recibido October5 de 2008, aceptado el 15, 2008)
Palabras clave: Diabetes, la nanotecnología, la insulina, el páncreas, la sangre
La prevalencia de la diabetes está aumentando en todo el mundo rápidamente en años alarmante (1). Por encima
los últimos 30 años, la situación de la diabetes ha dejado de ser considerado como un trastorno leve de la
personas mayores a una de las principales causas de morbilidad y mortalidad que afectan a la juventud y la mediana edad
personas. Es significativo observar de aumento de la prevalencia Que le se ve en los seis continentes habitados de
el mundo (2). La diabetes tipo 2 representa alrededor del 90% de las personas con diabetes en el
Estados Unidos, mientras que el resto tiene la mayoría de la diabetes tipo 1 (3). Selon estadísticas de la
Centro para el Control de Enfermedades (CDC), la diabetes es la sexta causa principal de muerte por enfermedad en el
EE.UU. y las causas tercer lugar entre algunos grupos étnicos.
La aplicación de la nanotecnología a la medicina se llama la nanomedicina, se define como:
"La investigación y el desarrollo tecnológico en el macromolecular atómica, molecular y
los niveles de la escala de longitud de intervalo de nanómetros aproximadamente 1-100, para proporcionar un Fundamental
comprensión de los fenómenos y materiales a escala nanométrica y para crear y usar estructuras,
dispositivos y sistemas tienen que nuevas propiedades y funciones debido a sus pequeñas y / o
tamaño intermedio. "El tamaño de los dominios involucrados con los componentes de la nanotecnología son similares a
Que las estructuras biológicas. Por ejemplo, un punto cuántico es de aproximadamente el mismo tamaño que una proteína pequeña
(<10 nm) y la realización de drogas nanoestructuras son del mismo tamaño que algunos virus (<100 nm). Porque
de esta similitud en escala y algunas propiedades funcionales, la nanotecnología es una progresión natural
Muchas de las áreas de salud relacionados con la investigación, tales como las nanoestructuras sintéticas e híbridos que pueden detectar
lesiones y daños biológicos de reparación y sólo como nanoestructuras biológicas (por ejemplo células blancas sanguíneas
y curación de heridas moléculas) (4).
La diabetes mellitus, a menudo conocido simplemente como la diabetes es un síndrome de trastornos
metabolismo, debido a una combinación de causas Listo hereditarios y ambientales de, y resulta en
anormalmente altos niveles de azúcar en sangre (hiperglucemia). Hay dos formas principales de diabetes: Tipo
2 diabetes está relacionada con la obesidad Comúnmente, que promueve la resistencia a la insulina (3). En muchos obesos
Los individuos, resistencia a la insulina se compensa con aumento de la producción de insulina, que puede ocurrir
si hay un aumento en la masa de células β (5). Aproximadamente el tercio de obesidad en personas de uno, hay un
Disminución de la masa celular causado por un marcado aumento en la apoptosis celular, haciendo que las personas de tesis
incapaz de compensar el estado resistente a la insulina. Del mismo modo, la diabetes tipo 1 se asocia
con una pérdida de la masa de células beta, causado típicamente por autoinmune inducida por la inflamación y apoptosis
(6). Malthus, tanto de tipo 1 y la diabetes tipo 2 se ven afectadas negativamente por la muerte de las células beta en el
páncreas, resultando en y producción inadecuada de insulina.
Las alteraciones metabólicas asociadas a la diabetes puede conducir a: (1) la activación del poliol
Pathway, (2) altos niveles de la citoquina TNF-α, (3) la formación de glicación avanzada
productos finales (AGE), (4) un alto nivel de activación de la proteína quinasa C, y (5) oxidativa mejorada
estrés (7, 8, 9, 10). La activación de las vías puede ser tesis Especialmente significativo en la iniciación de evento
eventos vinculados a la inflamación y la apoptosis (11, 12,13). A largo plazo manifestaciones de diabetes
incluyen retinopatía, neuropatía, nefropatía, angiopatía, la aterosclerosis, la periodontitis, y otras
complicaciones de la diabetes, alteración de la herida, como la curación.
3. El uso de la nanotecnología en la detección de la insulina y la sangre
Un nuevo método utiliza la nanotecnología a la rápida importes que miden minutos de la insulina y
nivel de azúcar en la sangre es un importante paso hacia el desarrollo de la capacidad para la salud de Evaluación de la del cuerpo
células productoras de insulina. Se puede lograr siguiendo formas:
El microfisiómetro se construye a partir de nanotubos de carbono de pared múltiple, que son como varios
láminas planas de átomos de carbono enrollada en tubos y se apilan muy pequeñas. Los nanotubos son eléctricamente
conductora y la concentración de insulina en la cámara puede estar directamente relacionado con la corriente en
el electrodo y los nanotubos de funcionar a niveles de pH característicos fiable de las células vivas. Corriente
detección de los métodos de medida de la producción de insulina tienen Periódicamente intervalos mediante la recopilación de muestras pequeñas
Sus niveles de insulina y medir. El nuevo sensor detecta los niveles de insulina en forma continua
medición de la transferencia de electrones produce moléculas de insulina oxidar Cuando en presencia de
glucosa. Cuando las células producen más moléculas de insulina, la corriente en el sensor y aumentos
viceversa, permitiendo que las concentraciones de insulina monitor en tiempo real (14).
Mediante sensor implantable:
El uso de perlas de polietileno glicol recubiertas con moléculas fluorescentes para controlar la diabetes
los niveles de azúcar en la sangre es muy eficaz en este método las perlas se inyectan bajo la piel y permanecer en
el fluido intersticial. Cuando la glucosa del fluido intersticial en las gotas a niveles peligrosos, glucosa
desplaza las moléculas fluorescentes y crea un resplandor. Este resplandor se ve en un tatuaje Puesto en el
Sensor están desarrollando microchips aussi son monitorear continuamente los parámetros clave del cuerpo
Incluyendo el pulso, la temperatura y la glucosa en sangre. Una sería implantado chips bajo la piel y
transmite una señal que podría ser monitoreada continuamente.
4. El uso de la nanotecnología en el tratamiento de la diabetes:
La diabetes es considerada como una de las principales aflicciones de la sociedad occidental moderna. A
fecha, los pacientes diabéticos el control de azúcar en la sangre los niveles de insulina a través de Su introducirse directamente en la
torrente sanguíneo mediante inyecciones. Este método es necesario puesto que el ácido del estómago destruye desagradable
sustancias a base de proteínas como la insulina, la insulina oral de un consumo inútil. El nuevo
sistema se basa en la inhalación de insulina (en lugar de inyectar la misma) y se controló la liberación de
insulina en el torrente sanguíneo (en lugar de controlar manualmente la cantidad de insulina inyectada) (15).
El tratamiento de la diabetes incluye la entrega apropiada de insulina en la corriente sanguínea que
Se puede lograr mediante la nanotecnología en las siguientes formas:
Desarrollo de la insulina oral:
La producción de proteínas farmacéuticamente activas, tales como insulina, en la amplia y tiene cantidades
Hazte factible (16, 17). La vía oral es considerado como el más conveniente y cómodo
means clustering para la administración de insulina para controlar la diabetes menos invasivo e indoloro, lo que lleva a
Un paciente mayor cumplimiento (18). Sin embargo, el epitelio intestinal es un importante obstáculo para la
la absorción de fármacos hidrofílicos, ya que no pueden difundirse a través de las células epiteliales a través de la bicapa lipídica-
membranas de las células a la circulación sanguínea (19). Por lo tanto, la atención ha-ha dado a la améliorer
transporte paracelular de fármacos hidrófilos (20, 21). Una variedad de potenciadores de la permeación intestinales
Incluyendo quitosano (CS) se han utilizado para el apoyo de la absorción hidrófila de
macromoléculas (22). Por lo tanto, un sistema de vehículo que se necesita para proteger a los fármacos proteicos de la dura
entorno en el estómago y el intestino delgado, si se administran oralmente (23). Además, CS
nanopartículas (NPs) una mayor absorción intestinal de las moléculas de proteína a un grado mayor que
soluciones acuosas de CS en vivo (24).
Las nanopartículas recubiertas con insulina cargada mucoadhesivo CS puede prolongar su permanencia en el
intestino delgado, se infiltran en la capa de moco y posteriormente mediar transitoriamente la apertura de la
Entre las células epiteliales uniones estrechas mientras que se vuelva inestable y descompuesto debido a su pH
sensibilidad y / o la degradabilidad. La insulina liberada de las NPs que se ha separado podría
permeado a través de la ruta paracelular a la corriente sanguínea, las TIC destino final.
Microesferas para la producción de insulina por vía oral:
La estrategia más prometedora para lograr la insulina oral es el uso de un sistema de microesfera
¿Cuál es inherentemente una estrategia de combinación. Tanto microesferas actúan como inhibidores de la proteasa por
La protección de la insulina encapsulada de la degradación enzimática Dentro de TIC matriz y han
potenciadores de la permeación al cruzar la capa epitelial de la administración oral efectiva eficaz (25).
El desarrollo de páncreas artificial podría ser la solución definitiva para los pacientes diabéticos.
La idea original fue descrita por primera vez en 1974. El concepto de TIC de trabajo es simple: un electrodo sensor
Repetidamente Mide el nivel de glucosa en la sangre alimenta esta información en una computadora pequeña que
bomba de infusión de energía a año, y las unidades necesarias de insulina entran al torrente sanguíneo de una pequeña
Otra manera de restaurar el cuerpo a usar la glucosa es de silicio minúscula Esa caja contiene
células beta pancreáticas tomadas de animales. La caja está rodeada por un material con una muy específica
nanopore tamaño (alrededor de 20 nanómetros de diámetro). Estos poros son lo suficientemente grandes para permitir la glucosa
y la insulina a pasar a través de ellos, pero lo suficientemente pequeño para impedir el paso de mucho mayor inmune
moléculas del sistema. Estas cajas pueden ser implantados debajo de la piel de pacientes con diabetes. Esto podría
temporalmente restaurar el cuerpo de control de glucosa delicado lazo de realimentación sin necesidad de gran alcance
inmunosupresor que puede dejar al paciente en un riesgo serio de infección (27). Los científicos están aussi
tratando de crear un nanobot que se habría salido en las cámaras interiores de insulina, y glucoselevel
sensores en la superficie. Cuando los niveles de glucosa aumentan, los sensores en la superficie de los aspirantes
la insulina y el registro sería puesto en libertad. Sin embargo, este tipo de nano-páncreas artificial es todavía sólo un
El dispositivo nanopump es un potente y tiene muchas posibles aplicaciones en el campo médico
campo. La primera implementación de la bomba, introducida por Debiotech, es la entrega de insulina. La bomba
La insulina se inyecta en el cuerpo del paciente a una velocidad constante, equilibrando la cantidad de azúcares en su
Sangre. La bomba puede aussi administrar pequeñas dosis de drogas durante un periodo prolongado de tiempo (29).
En el futuro previsible, la aplicación clínica más importante de la nanotecnología
probablemente en el desarrollo farmacéutico. Estas aplicaciones aprovechan el único
propiedades de las nanopartículas como fármacos o constituyentes de drogas o se diseñan nuevas estrategias para
de liberación controlada, fármaco que se dirige, y el salvamento de fármacos con baja biodisponibilidad. Con suerte, el
nuevo tipo de tratamiento puede ayudar a mejorar la vida cotidiana de millones de pacientes con diabetes de más
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