La diabetes mellitus (DM) es una afección crónica, progresiva e incurable, y hoy en día representa una crisis de salud global. La Figura 1 muestra el número de pacientes diabéticos adultos entre 20 y 79 años, y resume la situación actual en México y el mundo [1].
Puntos clave de la DM
La DM provoca hiperglucemia, un aumento del nivel de glucosa en la sangre. Esta afección se relaciona con la insulina, una hormona producida por el páncreas. Al comer, los carbohidratos que ingerimos son descompuestos en glucosa, la insulina funciona como una ‘’llave’’ que permite que la glucosa que circula en el torrente sanguíneo entre a las células y se utilice como energía. Con el paso del tiempo, el exceso de glucosa en la sangre ocasiona daños en diversos órganos y tejidos que pueden derivar en complicaciones graves y en una muerte prematura.
La ausencia de insulina provoca la DM Tipo 1 que afecta a alrededor del 10 % de las personas que padecen DM. Por otro lado, la resistencia a la insulina se relaciona con la DM Tipo 2, que afecta aproximadamente al 90 % de los pacientes. Para el caso de la DM Tipo 2, cambios en la dieta y el estilo de vida de los pacientes pueden coadyuvar a su tratamiento. En cambio, la DM Tipo 1 puede ocurrir en personas de cualquier edad, independientemente de su estilo de vida; se debe a una enfermedad autoinmune que destruye las células que producen insulina en el páncreas. Los pacientes que la padecen necesitan inyecciones de insulina diarias por el resto de su vida.
Evolución en el tratamiento
Desde el año 1500 a. C., médicos egipcios ya mencionaban la existencia de la DM, una enfermedad que producía orina excesiva y de olor dulce. Es hasta principios del XVIII que la DM se relacionó con una afección del páncreas. En 1922 se aisló por primera vez la insulina y la DM pudo ser tratada. A partir de entonces, el desarrollo de tecnologías portátiles de infusión de insulina y los medidores continuos de glucosa ha impulsado significativamente su tratamiento. En el 2017 se comercializó por primera vez un Dispositivo de Dosificación Automática de Insulina (DDAI), llamado coloquialmente Páncreas Artificial (PA).
Dispositivo monohormonal
El PA es un dispositivo biomédico conformado por tres partes esenciales: un medidor continuo de glucosa; una bomba de infusión de insulina que inyecta la dosis de insulina y un algoritmo de control en lazo cerrado (Fig. 2.a). El algoritmo de control en lazo cerrado es el “cerebro” del proceso; consiste en un conjunto de reglas e instrucciones matemáticas que usa los datos disponibles (medición de glucosa) para cumplir el objetivo (regular la glucosa en sangre), calculando automáticamente la dosis de insulina y comandando a la bomba su administración. Los algoritmos de control deben ser robustos, es decir, responder de manera adecuada independientemente del paciente y las perturbaciones externas que afectan los niveles de glucosa. Se le llama monohormonal ya que sólo usa insulina.
En un páncreas sano, la medición de glucosa y el suministro de insulina son directamente en el torrente sanguíneo. En contraste, por seguridad, los PA miden y suministran debajo de la piel, en el tejido subcutáneo. Lo anterior conlleva retardos en la medición y la acción de la insulina que pueden provocar excursiones hacia la hiperglucemia y la hipoglucemia. La hipoglucemia es una condición médica grave en la que el nivel de la glucosa en la sangre baja peligrosamente. Para prevenirlo, los sistemas actuales son híbridos, requieren la interacción del usuario para anunciar la ingesta de alimentos y la actividad física [3].
Dispositivo bihormonal
Un páncreas sano regula la glucosa en sangre mediante dos hormonas, la insulina para bajar los niveles de glucosa y el glucagón para elevarlos. El glucagón es indispensable para “frenar” las hipoglucemias. Con el advenimiento de soluciones estables de glucagón, se ha abierto la posibilidad de alcanzar un sistema de lazo cerrado completamente autónomo que imite efectivamente el funcionamiento del páncreas (Figura 2b) [3]. A la fecha no existe un dispositivo bihormonal comercial; diversos grupos de investigación trabajan para alcanzarlo.
Conclusiones
La DM pasó de ser una enfermedad incomprendida y mortal a una condición médica tratable, gracias al desarrollo de nuevos medicamentos y tecnologías de medición y suministro. No sólo los pacientes con DM tipo 1 pueden beneficiarse de los nuevos tratamientos, dado que los pacientes que sufren DM tipo 2 con el tiempo pueden requerir inyecciones de insulina al dejar de ser efectivos otros tratamientos.
El desarrollo de un PA completamente autónomo y seguro sigue siendo un desafío tecnológico y clínico y los algoritmos de control son sin duda la piedra angular para lograrlo.
En la Unidad de Alta Tecnología de la UNAM https://www.ingenieria.unam.mx/uat, se desarrolla el Proyecto SECIHTI-UNAM 7055 “Control robusto y con restricciones de sistemas mecatrónicos complejos” que estudia, entre otras cosas, el problema de la infusión autónoma de insulina y glucagón.
Referencias
[1] IDF-Diabetes Atlas (2026, 1 de abril) International Diabetes Federation, Diabetes Atlas, 2025, 11th Edition.
[2] Ferreira, D, Ríos, H. y Franco, J.. (2023, septiembre-octubre). Páncreas artificial: un paso hacia la gestión eficiente de la diabetes. Revista Digital Universitaria (rdu), 24(5). http://doi.org/10.22201/ cuaieed.16076079e.2023.24.5.7.
[3] Haidar A. (2019). Insulin-and-Glucagon Artificial Pancreas Versus Insulin-Alone Artificial Pancreas: A Short Review. Diabetes spectrum: American Diabetes Association, 32(3), 215–221.
*Autores: Alejandra Ferreira de Loza, Marcelo López Parra, Rafael Chávez Moreno y Héctor Ríos Barajas.
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