(Phys.org) —In un promettente sviluppo per il trattamento del diabete, i ricercatori hanno sviluppato una rete di particelle su scala nanometrica che possono essere iniettate nel corpo e rilasciare insulina quando i livelli di zucchero nel sangue aumentano, mantenere normali livelli di zucchero nel sangue per più di una settimana nei test di laboratorio su animali. Il lavoro è stato svolto da ricercatori della North Carolina State University, l'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill, il Massachusetts Institute of Technology e l'ospedale pediatrico di Boston.

"Abbiamo creato un sistema 'intelligente' che viene iniettato nel corpo e risponde ai cambiamenti di zucchero nel sangue rilasciando insulina, controllare efficacemente i livelli di zucchero nel sangue, "dice il dottor Zhen Gu, autore principale di un documento che descrive il lavoro e un assistente professore nel programma congiunto di ingegneria biomedica presso NC State e UNC Chapel Hill. "Abbiamo testato la tecnologia sui topi, e un'iniezione è stata in grado di mantenere i livelli di zucchero nel sangue nell'intervallo normale fino a 10 giorni".

Quando un paziente ha il diabete di tipo 1, il suo corpo non produce insulina a sufficienza, un ormone che trasporta il glucosio, o zucchero nel sangue, dal flusso sanguigno alle cellule del corpo. Ciò può causare una serie di effetti sulla salute. Attualmente, i pazienti diabetici devono prelevare frequenti campioni di sangue per monitorare i loro livelli di zucchero nel sangue e iniettare l'insulina secondo necessità per garantire che i loro livelli di zucchero nel sangue siano nell'intervallo "normale". Però, queste iniezioni possono essere dolorose, e può essere difficile determinare il livello accurato della dose di insulina. Somministrare troppa o troppo poca insulina comporta dei rischi per la salute.

Il nuovo, la nanorete iniettabile è composta da una miscela contenente nanoparticelle con un nucleo solido di insulina, destrano modificato e enzimi glucosio ossidasi. Quando gli enzimi sono esposti ad alti livelli di glucosio, convertono efficacemente 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 il destrano sono completamente biocompatibili e si dissolvono nel corpo.

Ciascuno di questi nuclei di nanoparticelle è dotato di un rivestimento biocompatibile con carica positiva o carica negativa. I rivestimenti a carica positiva sono realizzati in chitosano (un materiale normalmente presente nei gusci dei gamberi), mentre i rivestimenti a carica negativa sono realizzati in alginato (un materiale normalmente presente nelle alghe).

Quando la soluzione di nanoparticelle rivestite viene mescolata insieme, i rivestimenti caricati positivamente e negativamente sono attratti l'uno dall'altro per formare una "nano-rete". Una volta iniettato nello strato sottocutaneo della pelle, la nanorete tiene insieme le nanoparticelle e impedisce loro di disperdersi in tutto il corpo. Sia la nanorete che i rivestimenti sono porosi, permettendo al sangue – e alla glicemia – di raggiungere i nuclei di nanoparticelle.

"Questa tecnologia crea efficacemente un sistema 'a circuito chiuso' che imita l'attività del pancreas in un paziente sano, rilascio di insulina in risposta ai cambiamenti del livello di glucosio, " Gu dice. "Questo ha il potenziale per migliorare la salute e la qualità della vita dei pazienti diabetici".

Il team di ricerca di Gu sta attualmente discutendo per trasferire la tecnologia in studi clinici per l'uso nell'uomo.