Taller de Investigación
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NANOTECNOLOGÍA: UNA ALTERNATIVA PARA LA DIABETES Juan Ortega Silveira. Instituto tecnológico Superior de Calkiní en el Estado de Campeche. 5 DE NOVIEMBRE DE 2015 TALLER DE INVESTIGACIÓN I Mecatrónica 3”A” Dra. María Teresita de Jesús Chi chan.
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NANOTECNOLOGÍA: UNA
ALTERNATIVA PARA LA
DIABETES Juan Ortega Silveira.
Instituto tecnológico Superior de Calkiní en el
Estado de Campeche. 5 DE NOVIEMBRE DE 2015 TALLER DE INVESTIGACIÓN I
Mecatrónica 3”A”
Dra. María Teresita de Jesús Chi chan.
Juan Ortega Silveira IMCT 3”A” 1
Contenido
Planteamiento del problema: ........................................................................................... 2
Introducción y Justificación: ............................................................................................ 2
Objetivos generales:........................................................................................................ 4
Objetivos específicos. ..................................................................................................... 4
Antecedentes. ................................................................................................................. 5
Hipótesis: ...................................................................................................................... 10
metodología .................................................................................................................. 10
cronograma ................................................................................................................... 10
Referencias bibliográficas. ............................................................................................ 11
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Planteamiento del problema:
¿Es posible que con el avance de la nanotecnología podamos curar la deficiencia de
insulina y mejorar la calidad de vida de los pacientes con diabetes?
Introducción y Justificación:
La diabetes es una enfermedad crónica e irreversible en la que los niveles de ázucar
(glucosa) de la sangre son muy elevados. El ázucar se encuentra en los alimentos
que consumimos y la insulina es una hormona encargada de ayudar a la glucosa para
entrar en las células, generando así energía. Existen dos tipos de diabetes, de tipo 1 y
de tipo 2. En la diabetes tipo 1, el cuerpo no produce insulina. En la diabetes tipo 2,
el cuerpo no produce o no usa la insulina de la manera correcta. Sin suficiente insulina,
la glucosa permanece en la sangre. Con el tiempo, el exceso de ázucar en la sangre
puede causar problemas serios. Puede dañar los ojos, los riñones y los nervios. La
diabetes también puede causar enfermedades cardíacas, derrames cerebrales y la
necesidad de amputar un miembro, etc.
En todo mexico existen alrededor de diez millones de personas con diagnosticadas con
diabetes. Noventa porciento de estos casos son de tipo dos, causados por una mala
alimentanción y poca actividad física. Según los datos obtenidos de la OMS
(organización mundial de la salud) y de la FMD (federación mexicana de diabetes) la
diabetes es la principal causa de ceguera en mexico, cincuenta y seis porciento de todos
los hábitantes con diabetes están muy mal controlados. Se estima que en el dos mil
treinta existirán seicientos noventa y dos millones de personas en el mundo con ésta
discapacidad.
Como podemos observar, la diabetes es una enfermedad muy seria, que si no se
diagnostica o trata con el tiempo debido puede llevar a problemas muchos más serios.
Debido a esto es necesario mantener un control de ésta enfermedad, desgraciadamente,
los pacientes que padecen diabetes de tipo uno necesitan inyectarse insulina todos los
días para poder vivir. Se estima que en méxico los costos a nivel nacional para mantener
esta enfermedad es de ocho mil ochocientos treinta y cinco millones de pesos de los
cuales el cincuenta y cinco porciento es pagado por las personas afectadas por esta
enfermedad.
Los pacientes de tipo uno dificilmente recuerdan su vida sin la enfermdad, deteriorando
su calidad de vida debido a una inyección diaria de insulina. Ahora, con la ayuda de la
ciencia es posible avanzar con dos tipos de grandes oportunidades de tratamiento que
ofrece la nanomedicina. Una de ellas es la miniaturización de los sistemas existentes de
medicamentos destinados a mejorar la biocompatibilidad y la biodisponibilidad de los
productos farmacéuticos. El otro es más innovador. Utiliza la nanomedicina para una
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entrega sofisticada de moléculas que influye en las causas primarias de la enfermedad
en lugar de simplemente trata los síntomas, básicamente, crear una posible cura.
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OBJETIVOS GENERALES:
Investigar sobre los métodos avanzados para el tratamiento de la diabetes.
Demostrar la eficiencia de la nanotecnología en el ámbito de la salud.
Determinar el rango de pacientes tratables con diabetes a través de la
nanotecnología.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
Demostrar cuan efectiva es el uso de la nanotecnología en contra de la
inyección diaria de insulina.
Exponer los riegos de la nanotecnología en el cuerpo humano.
Exponer las ventajas de la nanotecnología en el cuerpo humano.
Describir el método para tratar la diabetes por medio de la nanotecnología.
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ANTECEDENTES.
Las investigaciones del departamento conjunto de ingeniería biomédica de la
Universidad de Carolina del Norte, en Chapel Hill, y de la Universidad Estatal de Carolina
del Norte, han concluido en el desarrollo de una red de nanopartículas que podría paliar
la necesidad de constantes inyecciones de insulina, una exigencia actual de ladiabetes
tipo 1.
La red de nanopartículas se podría inyectar en el cuerpo para liberar insulina y
contrarrestar los incrementos deglucosa en la sangre.
La nanored, ya evaluada en ratones, pudo mantener unos niveles normales de glucosa
durante más de una semana con una única inyección.
"El objetivo principal era imitar la actividad del páncreas. En nuestro sistema, cuando
aumentan los niveles de glucosa, las nanopartículas se degradan para liberar insulina",
explicaron los autores del estudio, Zhen Gu, Gu, delMassachusetts Institute of
Technology, y los dres. Robert Langer y Daniel Anderson.
"Desde la perspectiva del paciente, esto podría resultar increíble. Reduciría la carga que
plantea la diabetes", aseguró Sanjoy Dutta, director principal de terapias de tratamiento
de la JDRF (que antes se conocía como laJuvenile Diabetes Research Foundation).
"Pero todavía hay muchas preguntas por responder. Este estudio es un primer paso".
Hasta diez días
El estudio actual halló que cuando se inyectaba en los ratones, la nano red podía
controlar los niveles de glucosa durante hasta diez días.
Las nanopartículas están diseñadas de manera que liberarían insulina en respuesta a
unos niveles de glucosa más altos, de forma que no habría necesidad de revisar los
niveles de glucemia con la frecuencia actual.
Está conformada por partículas con un centro sólido de insulina, dextrano modificado y
enzimas de glucosa oxidasa. Ante la presencia de niveles elevados de glucosa, las
enzimas de glucosa oxidasa convierten la glucosa en ácido glucónico. A su vez, el ácido
glucónico se disuelve en dextrano modificado, liberando insulina.
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La nano red se forma en el cuerpo tras la inyección porque algunas partículas están
cubiertas con una carga negativa, mientras que otras reciben una carga positiva. Una
vez están dentro del cuerpo, estas partículas se atraen entre sí y se unen para formar la
nano red, explicó Gu.
Todos los componentes de la nano red, y los productos secundarios, son completamente
biocompatibles y se disuelven con el tiempo, de forma que no deberían provocar ninguna
respuesta del sistema inmunitario, añadió Gu. El estudio está publicado en la revista ACS
Nano.
Las investigaciones en el campo de la nanomedicina (que implica la fabricación, medición
y aplicación clínica de muy pequeño (nano) estructuras -scale), en particular, han dado
resultados muy prometedores. Hay dos tipos de grandes oportunidades de tratamiento
que ofrece la nanomedicina. Una de ellas es la miniaturización de los sistemas existentes
de medicamentos destinados a mejorar la biocompatibilidad y la biodisponibilidad de los
productos farmacéuticos. El otro es más innovador. Utiliza la nanomedicina para una
entrega sofisticada de moléculas que influye en las causas primarias de la enfermedad
en lugar de simplemente tratar los síntomas.
La nanotecnología puede ofrecer mejores sistemas de entrega de insulina
El primer tipo incluye las nanotecnologías desarrolladas para la administración de
insulina. La insulina se convierte en el tratamiento estándar para los millares de pacientes
diabéticos que no responden a las píldoras por más tiempo. Las múltiples inyecciones
invasivas de cantidades calculadas con precisión de insulina presentan un significante
deterioro significante de la calidad de vida de los pacientes diabéticos. Con el fin de
abordar este problema, se han desarrollado basados en nanomedicina vías alternativas
de administración. Más precisamente, las nanopartículas, independientemente de ser
producido a partir de materiales naturales o sintéticos, se ha demostrado eficaz para
pasar las barreras inherentes para la estabilidad de la insulina, la biodegradación, y la
absorción a través del tracto gastrointestinal y otras membranas mucosas, y que,
actualmente, causar la necesidad de administrar insulina a través de la inyección.
Los estudios con estos nuevos métodos de administración de insulina se han realizado
con los animales y los seres humanos, con un enfoque en las tecnologías oral y la
inhalación. Sin embargo, todavía hay muchos obstáculos para ser superados y mucha
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más investigación por hacer antes de que cualquiera de estas tecnologías están
disponibles para el uso diario por cualquier paciente.
Tratamientos no basados en insulina para la enfermedad pancreatogénico
Un ejemplo muy específico de la mejora de la entrega de un producto para el tratamiento
de la diabetes que no es la insulina es la del polipéptido pancreático. Pancreatogenic
diabetes es una enfermedad potencialmente fatal que se desarrolla posteriormente a
otras enfermedades pancreáticas.
La terapia anti-diabética actual para la diabetes pancreatogenic está cargada de efectos
adversos que pueden aumentar la morbilidad.
Administración del polipéptido pancreático ha demostrado ser una opción terapéutica
prometedora, ya que esta sustancia mejora la sensibilidad a la insulina y disminuye los
requerimientos de insulina en pacientes con diabetes pancreatogenic.
Sin embargo, el péptido tiene el problema de la vida media biológica corta que requiere
la administración continua del péptido para obtener terapéutico. Además, el polipéptido
pancreático tiene la propensión a agregarse en un medio acuoso que complica aún más
la entrega eficaz de este fármaco. Para sortear este obstáculo, un grupo de
investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago trató de abordar los problemas
de entrega de polipéptido pancreático mediante la asociación del péptido con micelas
estabilizadas estéricamente. Micelas estabilizados estéricamente son el polietileno
glicolado (pegilado) micelas de fosfolípidos que se han demostrado para aumentar la
vida media de varios péptidos in vivo, prevenir su agregación en medios acuosos y
entregarlos específicamente a los sitios deseados de acción en su conformación más
activa para la interacción con dianas celulares. Una prueba en animales diabéticos reveló
que, a causa de las micelas estabilizadas estéricamente, polipéptido pancreático fue
entregado a su sitio de acción, la mejora efectiva de tolerancia a la glucosa y sensibilidad
a la insulina.
Nuevos enfoques nanotecnológicas puedan orientar genes y células, mal funcionamiento
de la Diabetes
El segundo tipo de opciones de tratamiento que puede ser posible gracias a los avances
en nanomedicina es la entrega selectiva de ARN (ARNsi o microARN) para inhibir una
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vía de la enfermedad en el cuerpo. Las buenas evidencias de este provienen de ensayos
clínicos con los denominados sistemas de liberación de ARN nanoparticulated para otras
enfermedades. Estos tipos específicos de ARN pueden influir directamente en el trabajo
de ciertos genes en el cuerpo. Algunas pruebas preliminares que se ha llevado a cabo
en el tratamiento de la diabetes se hizo principalmente para la entrega de micro ARN
viral, pero hay productos tangibles están disponibles aún. Esto sigue siendo un enfoque
muy experimental, aunque una extremadamente prometedor.
La nanotecnología podría ayudar en la simplificación de la gestión de la diabetes
En cuanto a la gestión de la diabetes, la influencia de la nanotecnología está igualmente
empezando a llamar la atención en la comunidad médica.
Manejo de la diabetes Contemporáneo pone gran énfasis en la responsabilidad individual
y la complejidad percibida de tal régimen a menudo conduce a fallas en la adherencia.
Este es un problema muy importante, ya que puede conducir a complicaciones de la
enfermedad y, a menudo a hospitalizaciones posteriores, pobres resultados clínicos y el
aumento de los costes sanitarios. Una vez más, los conocimientos, las técnicas y
procesos de las nanociencias se pueden utilizar para superar este problema.
Para los casos, se acepta generalmente que pinchazo en el dedo de glucosa en sangre
capilar de auto-monitorización convencional se asocia con problemas importantes. No
sólo puede ser doloroso, pero tiene muchas limitaciones (por ejemplo, no se puede hacer
si la persona está conduciendo o dormido, etc). Una idea que es probable que satisfacer
la necesidad de mejorar la monitorización no invasiva de glucosa es un “tatuaje
inteligente”, que se compone de nanosensores de glucosa sensibles, basados en
fluorescencia implantados bajo la piel, pero manipulado desde el exterior. Investigación
todavía se está llevando a cabo para rectificar la biocompatibilidad y el comportamiento
de este dispositivo no invasivo. Otras posibilidades se han investigado también, pero el
concepto “tatuaje inteligente” ha reunido la mayor atención en los últimos años.
Nanopancreas artificiales se está desarrollando
Otro concepto curioso y ampliamente estudiado es el de los nanopancreas artificiales.
Descrita por primera vez en 1974, la idea se basa en un principio simple: un electrodo
sensor mediría en repetidas ocasiones los niveles de glucosa en sangre y cualquier
desviación se retroalimenta en un pequeño ordenador que da energía a una bomba de
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infusión, lo que liberaría la cantidad necesaria de insulina en el torrente sanguíneo.
Investigadores de nanotecnología son implacablemente trabajando para producir un
dispositivo de esta naturaleza.
No hay duda de que el resultado de una fórmula de éxito permitiría tanto a los
profesionales sanitarios y personas con diabetes para revisar su enfoque de la atención
de la diabetes.
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HIPÓTESIS:
Por medio de la nanotecnología se propone que sea posible una sola inyección de
insulina que dure en el cuerpo en un rango de diez días a un mes, haciendo que los
pacientes tengan una mejor calidad de vida, olvidándose de una inyección diaria.
METODOLOGÍA
La metodología para realizar ésta investigación se propone de la siguiente manera:
Realizar una investigación a fondo sobre la diabetes en México, las personas
afectadas por esta enfermedad y como es su calidad de vida con respecto al
de una persona sana.
Recaudar información sobre cómo es posible combatirla, los métodos utilizados
y la eficacia de los mismos.
Investigar sobre la nanotecnología y los materiales biodegradables con los que
se fabrican los nanobots.
Investigar sobre las pruebas de nanobots en seres vivos y sus reacciones.
Encontrar la verdadera eficacia de los métodos nanotecnológicos en el mundo
empírico.
CRONOGRAMA
Semana 1
Jueves 5 de
noviembre.
Semana 2
Jueves 12 de
noviembre
Semana 3
Jueves 19 de
noviembre
Semana 4
Jueves 19 de
noviembre
Semana 5
Jueves 3 de
diciembre
Realizar una
investigación
a fondo sobre
la diabetes en
México, las
personas
afectadas por
esta
enfermedad y
como es su
calidad de
vida con
respecto al de
una persona
sana.
Recaudar
información
sobre cómo es
posible
combatirla,
los métodos
utilizados y la
eficacia de los
mismos.
Investigar sobre
la
nanotecnología
y los materiales
biodegradables
con los que se
fabrican los
nanobots.
Investigar
sobre las
pruebas de
nanobots en
seres vivos y
sus
reacciones.
Encontrar la
verdadera
eficacia de los
métodos
nanotecnológicos
en el mundo
empírico.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
Como controlar la diabetes todos los días. 5/noviembre/2015
http://www.niddk.nih.gov/health-information/informacion-de-la-salud/diabetes/guia-
para-personas-diabetes-tipo-1-tipo-2/Pages/daily.aspx
Diabetes- medlineplus. 5/noviembre/2015
https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/diabetes.html
CNN México- diabetes a nivel nacional 5/noviembre/2015
http://mexico.cnn.com/salud/2012/11/15/la-diabetes-en-mexico-y-el-mundo-en-
cifras
Nanotecnología: la revolución de la atención diabética.
https://www.elblogdelasalud.info/nanotecnologia-la-revolucion-en-la-atencion-
diabetica/5121
