Mesin Spongelike Kecil Dapat Meningkatkan Gula Darah

Di sebuah laboratorium di Cina, segerombolan mesin gumpal yang sangat kecil mengalir dalam darah tikus. Mesin kecil, atau nanomachine, adalah penemuan baru. Mereka benar-benar dapat mengubah cara orang mengobati penyakit yang disebut diabetes.

Diabetes mengganggu kemampuan tubuh untuk mengontrol kadar gula dalam darah. Jika gula darah menjadi terlalu tinggi atau terlalu rendah, seseorang (atau tikus) bisa jatuh sakit atau bahkan mati.

Nano ini bekerja untuk mencegah itu. Mereka berpatroli di dalam darah, mencari gula. Setiap mesin adalah bola plastik berongga yang hanya berukuran seperseratus diameter rambut manusia. Ketika banyak gula berada di dalam darah, nanomachine menghirupnya dan membengkak dalam ukuran. Ketika kadar gula darah rendah, gula merembes keluar dari bola.

Ahli kimia Jianzhong Du dari Universitas Tongji di Shanghai, Cina, menemukan nanomachine ini. Dia menyebutnya “spons gula.”

Pada orang sehat (atau tikus), tubuh mempertahankan kadar gula yang konsisten dalam darah sendiri. Gula ini berasal dari makanan. Setelah pencernaan, gula bergerak melalui aliran darah, menyediakan bahan bakar yang dibutuhkan tubuh.

Sel-sel tubuh berpesta pada bentuk gula yang disebut glukosa. Mereka membutuhkan suplai barang yang stabil untuk melakukan pekerjaan mereka. Karena orang tidak makan terus-menerus, tubuh harus menyimpan gula untuk nanti. Hati memainkan peran penting dalam proses ini. Ini menghilangkan gula tambahan, melepaskannya secara bertahap sesuai kebutuhan tubuh. Hati juga bisa membuat gula itu sendiri.

Tetapi hati membutuhkan cara untuk mengetahui berapa banyak gula yang ada dalam darah. Hormon membantu dengan ini. Zat kimia ini seperti kunci yang membuka sel-sel hati tertentu. Tergantung pada jenis kuncinya yang tiba, hati akan membuat atau menyimpan lebih banyak gula. Insulin adalah hormon yang memberi sinyal hati untuk menyimpan gula.

Pada penderita diabetes, tubuh tidak membuat insulin apa pun atau tidak menggunakannya dengan benar. Tanpa insulin, seluruh sistem menjadi rusak. Tingkat glukosa dalam darah bisa sangat tinggi atau rendah. Penderita diabetes harus hati-hati melacak kadar gula dalam darah mereka. Beberapa juga harus memberikan suntikan insulin. Terkadang, mereka perlu melakukan ini beberapa kali sehari. Aduh! Di lain waktu, mereka mungkin melupakan suntikan atau mengambil terlalu banyak insulin. Kesalahan seperti ini bisa membuat seseorang sangat sakit.

Du bertanya-tanya apakah pendekatan baru dapat meningkatkan kehidupan penderita diabetes. Mungkin dia bisa membantu mereka menghindari suntikan insulin yang sial. Dia memutuskan untuk mengembangkan nanomachine yang bisa menyerap dan melepaskan gula. “Fungsi alami hati menginspirasi saya untuk mengembangkan teknik baru ini,” katanya.

Obat-Obatan Nano Membidik Penyakit Besar

Hal besar berikutnya dalam perawatan medis bisa sangat, sangat kecil. Kami sedang membicarakan pengobatan nano. Dan awalan nano berarti terapi ini melibatkan hal-hal yang diukur pada skala miliaran meter saja.

Insinyur telah menggunakan nanoteknologi untuk merancang baterai yang lebih baik, “tinta” tak terlihat dan bahkan kertas yang dapat ditulis ulang. Dalam kedokteran, bahan nano bisa menyelamatkan nyawa dan mengubah cara dokter mengobati penyakit.

Partikel kecil mungil bisa melakukan perjalanan jauh di dalam tubuh. Beberapa mungkin membawa obat-obatan untuk menemukan dan membantu membunuh penyakit. Benda berskala nano bahkan mungkin menjadi bagian dari perangkat medis yang ditempatkan di dalam tubuh.

Nanomedicine adalah bidang yang luas. “Ini benar-benar mencakup segala sesuatu yang dapat digunakan untuk perawatan atau perawatan yang ada di skala nano,” kata fisikawan James McLaughlan. Dia bekerja di Sekolah Teknik Elektro dan Elektro di Universitas Leeds di Inggris.

Studi baru menunjukkan beberapa cara yang lebih kecil untuk menjadi lebih baik dalam memerangi penyakit. Struktur super kecil mereka, misalnya, dapat mempengaruhi cara kerja partikel nano. Para peneliti sekarang mencoba tabung kecil, gumpalan, wafer, bola dan bentuk lainnya. Lihat apa yang membentuk di dunia pengobatan nano.

Mengapa nano?

Obat-obatan bekerja paling baik ketika mereka sampai ke bagian tubuh di mana mereka dibutuhkan. Karena kecil, nanomedicine dapat digunakan di tempat yang tidak bisa dihuni oleh partikel yang lebih besar.

Bahkan obat-obatan sekecil sepersejuta meter mungkin tidak dapat menembus dinding pembuluh darah. Tetapi nanomedicines yang jauh lebih kecil dapat menggali lebih dalam ke dalam jaringan. Beberapa bahkan mungkin “langsung masuk ke dalam sel,” catat McLaughlan.

Terlebih lagi, ukuran dapat memengaruhi perilaku obat. Pada skala nano, hukum fisika menjadi aneh. Sesuatu yang disebut fisika kuantum mulai mengambil alih. Di sini, pada tingkat atom dan molekul, materi dan energi berperilaku baik sebagai partikel maupun gelombang.

“Fisika itu sama terkait dengan kehidupan kita, dan apa yang terjadi dalam molekul-molekul dalam tubuh kita, seperti halnya kimia,” kata Beverly Rzigalinski. Dia mempelajari aksi biologis dan efek obat-obatan di Edward Via College of Osteopathic Medicine di Blacksburg, Va. Yang penting, dia menambahkan, nanopartikel kecil kadang-kadang bertindak dengan cara yang tidak bisa dilakukan oleh yang lebih besar.

Rzigalinski bekerja dengan kristal serium (SEER-ee-um) oksida. Setiap partikel berukuran sekitar 10 nanometer. “Seratus ribu dari mereka akan cocok dalam periode di akhir kalimat,” katanya.

Cerium oxide telah digunakan dalam peralatan kontrol polusi pada mobil. Ketika ditambahkan ke cat, cerium oxide membantu melawan karat. Dalam dunia kedokteran, partikel nano ini dapat mencegah “karat” dari jenis yang berbeda, kata Rzigalinski. Yakni, kerusakan sel-sel otak dari molekul yang dikenal sebagai radikal bebas.