(Phys.org) —I en lovande utveckling för diabetesbehandling, forskare har utvecklat ett nätverk av nanoskala partiklar som kan injiceras i kroppen och släppa insulin när blodsockernivån stiger, bibehålla normala blodsockernivåer i mer än en vecka i djurbaserade laboratorietester. Arbetet gjordes av forskare vid North Carolina State University, University of North Carolina at Chapel Hill, Massachusetts Institute of Technology och Children's Hospital Boston.

"Vi har skapat ett" smart "system som injiceras i kroppen och svarar på förändringar i blodsockret genom att frigöra insulin, effektivt kontrollera blodsockernivån, "säger Dr Zhen Gu, huvudförfattare till ett papper som beskriver arbetet och en biträdande professor i det gemensamma biomedicinska programmet vid NC State och UNC Chapel Hill. "Vi har testat tekniken hos möss, och en injektion kunde hålla blodsockernivåerna i det normala intervallet i upp till 10 dagar. "

När en patient har typ 1 -diabetes, hans eller hennes kropp producerar inte tillräckligt med insulin, ett hormon som transporterar glukos - eller blodsocker - från blodomloppet till kroppens celler. Detta kan orsaka en mängd hälsoeffekter. För närvarande, diabetespatienter måste ta täta blodprov för att övervaka deras blodsockernivåer och injicera insulin efter behov för att säkerställa att deras blodsockernivåer ligger i det "normala" intervallet. Dock, dessa injektioner kan vara smärtsamma, och det kan vara svårt att bestämma den exakta dosnivån av insulin. Att administrera för mycket eller för lite insulin utgör sina egna hälsorisker.

Den nya, injicerbart nano-nätverk består av en blandning som innehåller nanopartiklar med en fast kärna av insulin, modifierade dextran- och glukosoxidasenzymer. När enzymerna utsätts för höga glukosnivåer omvandlar de effektivt glukos till glukonsyra, som bryter ner den modifierade dextranen och frigör insulinet. Insulinet kontrollerar sedan glukosnivåerna. Glukonsyran och dextran är helt biokompatibla och löser sig i kroppen.

Var och en av dessa nanopartikelkärnor ges antingen en positivt laddad eller negativt laddad biokompatibel beläggning. De positivt laddade beläggningarna är gjorda av kitosan (ett material som normalt finns i räkskal), medan de negativt laddade beläggningarna är gjorda av alginat (ett material som normalt finns i tång).

När lösningen av belagda nanopartiklar blandas ihop, de positivt och negativt laddade beläggningarna lockas till varandra för att bilda ett "nano-nätverk". När den injicerats i hudens subkutana lager, nano-nätverket håller ihop nanopartiklarna och hindrar dem från att spridas i hela kroppen. Både nano-nätverket och beläggningarna är porösa, tillåter blod - och blodsocker - att nå nanopartikelkärnorna.

"Denna teknik skapar effektivt ett system med" sluten slinga "som efterliknar bukspottkörtelns aktivitet hos en frisk patient, frigöring av insulin som svar på glukosnivåändringar, "Gu säger." Detta har potential att förbättra hälsan och livskvaliteten för diabetespatienter. "

Gu's forskargrupp diskuterar för närvarande för att flytta tekniken till kliniska prövningar för användning på människor.