Biological Nanosensors On Network for Diabetes Control With Alert Emission for Users

Edison Andres  Quijano Súarez; Héctor Felipe  Hurtado Acosta; Gerardo Alberto Castang Montiel

doi:10.16925/2357-6014.2019.03.10

Nanosensores biológicos en red para el control de diabetes con emisión de alertas a usuarios

Artículos de investigación

https://doi.org/10.16925/2357-6014.2019.03.10

Edison Andres Quijano Súarez Ver Biografía

Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Hector Felipe Hurtado Acosta Ver Biografía

Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Gerardo Alberto Castang Montiel Ver Biografía

Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Introducción: este artículo es el producto de la investigación “Nanosensores biológicos en red para el control de diabetes con emisión de alertas a usuarios”, desarrollada en la facultad tecnológica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas durante los años 2018 y 2019.

Problema: la diabetes es una enfermedad que aqueja a la mayor parte de la población adulta, el no llevar un control adecuado puede generar complicaciones de salud que conllevan a una muerte temprana.

Objetivo: proponer un prototipo teórico de comunicación entre una nanored y las aplicaciones que funcionan para monitorear redes, el cual permita emitir alarmas a usuarios que posean diabetes y así llevar mejor control de su enfermedad.

Metodología: se usaron artículos de investigación, libros y foros publicados desde el 2010 en adelante (en las referencias se encuentran unas excepciones). Se utilizo documentación oficial de herramientas como Netcool, Nagios y Pandora.

Resultados: se encontraron 66 trabajos entre artículos, monografías, foros y demás que cumplían con el lineamiento de la investigación; además, se encontraron numerosas aplicaciones que se pueden implementar en el prototipo teórico propuesto.

Conclusión: se propone un prototipo teórico para la comunicación entre una nanored y un sistema gestor de alarmas para usuarios finales haciendo uso de tecnologías actuales y herramientas especializadas.
Originalidad: el artículo presenta un prototipo teórico innovador para solucionar una problemática en el sector de la salud haciendo uso de tecnologías emergentes.

Originalidad: el artículo presenta un prototipo teórico innovador para solucionar una problemática en el sector de la salud haciendo uso de tecnologías emergentes.

Limitaciones: el Internet de las nano cosas orientado a procesos biológicos es una tecnología emergente, en el momento en que se realiza el articulo no se cuenta con prototipos reales ni herramientas para simular nano redes en conjunto con la biotecnología.

Palabras clave: Nanored, Nanosensor, Nanotecnología, Nanociencia, Nanomedicina, Diabetes

Organización Mundial de la Salud, Diabetes: cifras y datos, pp. 1, 2018. [Online]. Available in: http://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/diabetes

“Guías ALAD de diagnóstico, control y tratamiento de la Diabetes Mellitus Tipo 2,” Revista de la Asociación Latinoamericana de Diabetes, pp. 28-29, 2013. [Online]. Available in: https://www.paho.org/hq/dmdocuments/2012/OPS-Guias-ALAD-diagnostico-control-tratamiento-2009.pdf

S. Boudina and E. D. Abel, “Diabetic cardiomyopathy revisited,” Circulation, vol. 115, no. 25, pp. 3213-3223, Jun. 2007. [Online]. Available: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17592090. doi: https://doi.org/10.1161/circulationaha.106.679597

Organización Panamericana de la Salud (OPS), Editorial Panamericana, pp. 1, 2008.

D. R. Whiting, L. Guariguata, C. Weil and J. Shaw, “IDF Diabetes Atlas: Global estimates of the prevalence of diabetes for 2011 and 2030,” Diabetes Research and Clinical Practice, vol. 94, no.3, pp. 311–321. doi: https://doi.org/10.1016/j.diabres.2011.10.029

“IDF Diabetes Atlas 7th Edition (2015),” International Diabetes Federation, pp. 1, diciembre, 2018. [Online]. Available: https://www.idf.org/e-library/epidemiology-research/diabetes-atlas/13-diabetes-atlas-seventh-edition.html.

“Departamento Administrativo Nacional de Estadísticas. Proyecciones de población. 2005 2016”, pp. 1, diciembre, 2018. [Online]. Available in: http://www.dane.gov.co/index.php/estadisticas-por-tema/demografia-y-poblacion/proyecciones-de-poblacion

P. Aschner, “Epidemiología de la diabetes en Colombia,” Avances en diabetología, vol. 26, no 2, pp. 71-134, abril. 2010. [Online]. Available in: http://www.elsevier.es/es-revista-avances-diabetologia-326-articulo-epidemiologia-diabetes-colombia-S1134323010620054. doi: https://doi.org/10.1016/s1134-3230(10)62005-4

P. López, C.Calderón, J. Castillo, I. Escobar, E. Melgarejo, and G. Parra, “Prediabetes in Colombia: Expert Consensus,” Colombia MéDica, vol. 48, no. 4, pp. 191-203, 2017. [Online]. Available: http://colombiamedica.univalle.edu.co/index.php/comedica/article/view/3662/3455. doi: https://doi.org/10.25100/cm.v48i4.3662

J. Ojeda González y E. Dávila, “Valoración anestésica del paciente diabético,” MediSur, vol. 10, no. 3. pp. 245-258, mayo-jun. 2012. [Online]. Available in: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1727-897X2012000300014. ISSN: 1727-897X

M. Feldgen, “Internet de las Cosas y los ciudadanos,” Tecnología y Sociedad, vol. 7, pp. 27-48, 2018.

S. C. Chen, H. Xu, D. Liu, B. Hu and H. Wang, "A Vision of IoT: Applications, Challenges, and Opportunities with China Perspective," IEEE Internet of Things Journal, vol. 1, no. 4, pp. 349-359, 2014. doi: https://doi.org/10.1109/jiot.2014.2337336

K. Rose, S. Eldridge y L. Chapin, “La Internet De Las Cosas - Una Breve Reseña,” Internet Society, pp. 1, octubre. 2015. [Online]. Available in: https://www.internetsociety.org/wp-content/uploads/2017/09/report-InternetOfThings-20160817-es-1.pdf

Área Tecnología, “Internet de las Cosas,” pp. 1, marzo. 2019. [Online]. Available in: https://www.areatecnologia.com/nuevas-tecnologias/internet-de-las-cosas.html

M. Maksimović, "The roles of Nanotechnology and Internet of Nano things in healthcare transformation," TecnoLógicas, vol. 20, no. 40, pp. 139-153, Dec. 2017. [Online]. Available: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0123-77992017000300011&lng=en&tlng=en. doi: https://doi.org/10.22430/22565337.720

D. Ezquerra, À. Fabregas, M. Toro y J. Borrell, "Un Enfoque Tolerante a Interrupciones para la Seguridad de la Internet de las Cosas," RECSI, pp. 1, Sept. 2014. [Online]. Available in: https://web.ua.es/es/recsi2014/documentos/papers/un-enforque-tolerante-a-interrupciones-para-la-seguridad-de-la-internet-de-las-cosas.pdf. ISBN: 978-84-9717-323-0

P. Raut y N. Sarwade, “Study of environmental effects on the connectivity of molecular communication based Internet of Nano things,” 2016 International Conference on Wireless Communications, Signal Processing and Networking (WiSPNET), pp. 1123-1128. doi: https://doi.org/10.1109/wispnet.2016.7566311

A. Cruz y A. Mainor, “Internet de las nano-cosas: estado del arte y tendencias,” Especialista en Redes y Seguridad. Buenos Aires, Argentina: Universidad Nacional De La Plata Facultad De Informática. p. 1, 2017.

S. J. Lee, C. Jung. K. Choi, and S. Kim, "Design of Wireless Nanosensor Networks for Intrabody Application," International Journal of Distributed Sensor Networks. pp. 1-12, Jul. 2015. [Online]. Available: https://journals.sagepub.com/doi/10.1155/2015/176761. doi: https://doi.org/10.1155/2015/176761

I. F. Akyildiz, M. Pierobon, S. Balasubramaniam, and Y. Koucheryavy, “The internet of Bio-Nano things,” Nano Commun, vol. 53, pp. 32 - 40, 2015. doi: https://doi.org/10.1109/mcom.2015.7060516

B. Bushan, “Springer Handbook of Nanotechnology,” Springer Handbooks, pp. 1, 2010. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-02525-9

T. Nakano, A.W. Eckford, and T. Haraguchi, “Molecular communication”. UK: Cambridge Press, pp. 1, 2013. doi: https://doi.org/10.1017/cbo9781139149693.005

T. Nakano, M. Moore, Y. Okaie, A. Enomoto, and T. Suda, “Swarming biological nanomachines through molecular communication for targeted drug delivery,” 6th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems/13th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS- ISIS 2012), pp. 2317-2320, 2012.

K.Cai, A. Z. Wang, L. Yin, and J. Cheng, "Bio-nano interface: the impact of biological environment on nanomaterials and their delivery properties," Journal of Controlled Release, vol. 263, pp. 211-222. 2017. [Online]. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365916305272. doi: https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2016.11.034

J. P. Bermeo y C. F. Sánchez, "Modelamiento y simulación de la contracción muscular mediante la estimulación magnética externa,” p. 21, 2017. [Online]. Available in: https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/14943/1/UPS-CT007369.pdf

J. A. Martín, “La grandeza de lo pequeño”, El mundo, pp. 1, enero. 2019. [Online]. Available in: https://www.elmundo.es/elmundo/2013/05/27/nanotecnologia/1369659640.html

J. Martin, C. Briones, E. Casero y P. Serena, “Nano-ciencia y Nano-tecnología: Entre la ciencia ficción del presente y la tecnología del futuro. Publicación de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología,” Cultura científica, pp. 23, 2009. ISBN: 978-84-691-7266-7

Euroresidentes, “¿Qué es la Nanotecnología?,” p. 1, enero, 2019. [Online]. Available in: https://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htm

A. Hernandez, “Breve estudio de las implicaciones sociales de la nanociencia y la nanotecnología,” Razón y Palabra, no. 68, pp. 1, 2009.

N. Takeuchi y M. E. Mora Ramos, “Divulgación y formación en nanotecnología en México,” Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencia y Nanotecnología, vol. 4, no. 2, pp. 1, julio-diciembre, 2011.

G. N. Calle, “Nanotecnología Conceptos Generales,” RITS, no. 5, pp. 7-9, nov. 2010.

H. Bouwmeester, S. Dekkers, M. Noordam, W. Hagens, A. Bulder, C. Heer, S. E. Ten, S. W. Wijnhoven, H. J. Marvin, and A. J. Sips, “Review of health safety aspects of nanotechnologies in food production,” Regul Toxicol Pharmacol, vol. 53, no. 1, pp. 52-62, 2009. doi: https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2008.10.008

L. M. Lechuga, “Nanomedicina: aplicación de la nanotecnología en la salud,” Biotecnología Aplicada a la Salud Humana, no. 9, pp. 1, 2011. ISBN: 978-84-7877-658-0

H. Pastrana y A. Avila, “Nanomedicina: Estado del arte,” Revista de Ingeniería Universidad de los Andes, no. 25, pp. 60-69, mayo, 2007. ISSN: 0121-4993

S. Fedorovich, A. Alekseenko, and T. Waseem, “Are synapses targets of nanoparticles?,” Biochem Soc Trans., vol. 38, no. 2, pp. 536-538, 2010. doi: https://doi.org/10.1042/bst0380536

N. Pájaro, J. O. Verbel, y J. Redondo, "Nanotecnología aplicada a la medicina," Revista Científica Guillermo de Ockham, no. 11. pp. 125-133, junio, 2013. doi: https://doi.org/10.21500/22563202.606

P. Boisseau and B. Loubatonb, “Nanomedicine, nanotechnology in medicine,” CR Physique, vol. 12, no. 7, pp. 620-636, 2011.

L. Lechuga y C. M., “Nanotecnología: avances diagnósticos y terapeúticos,” Revista madrid, no. 35, p. 1, 2006. ISSN: 1579-9506

R. Muñoz, Nanomedicina y sensores: alcance de la nanotecnología para el monitoreo y control de la glucosa en pacientes con diabetes, Colombia: Universidad Nacional, p. 1.

S. Calechman, “Finding the Molecular Needle in the Haystack,” MIT, p. 1, septiembre. 2018. [Online]. Available: http://ilp.mit.edu/newsstory.jsp?id=19114. doi:https://doi.org/10.1126/science.8016654

“Nanosensores biológicos,” Euroresidentes, p. 1, diciembre. 2018, [En línea]. Disponible en: https://www.euroresidentes.com/tecnologia/nanotecnologia/nanosensores-biolgicos

K. Stylios, V. Giannoudis, and T. Wan, “Applications of nanotechnologies in medical practice,” Injury, Int J Care Inju., vol. 36, no. 4, pp 6-13, 2005. doi: https://doi.org/10.1016/j.injury.2005.10.011

S. Sahoo, S. Parveen and J. Panda, “The present and future of nanotechnology in human health Care,” Nanomedicine: NBM., vol. 3, no. 1, pp. 20-31, 2007. doi: https://doi.org/10.1016/j.nano.2006.11.008

J. Pickup, Z. Zhi, F. Khan, T. Saxl and D. Birch, “Nanomedicine and its potential in diabetes research and practice,” Diabetes Metab. Res Rev., vol. 24, no. 8, pp. 604-610, 2008.

A. Galal and X. Hesselbach, “Nano-networks communication architecture: Modeling and functions,” Nano Communication Networks, vol. 17, pp. 45-62, septiembre. 20018. doi: https://doi.org/10.1016/j.nancom.2018.07.001

I. F. Akyildiz, J. M. Jornet, and M. Pierobon, “Nanonetworks: A new frontier in communications Commun,” ACM, vol 54, no 11, pp. 84-89, 2011. doi: https://doi.org/10.1145/2018396.2018417

K. Dabhi and A. Maheta, “Internet of Nano Things-The Next Big Thing,” IJESC, vol. 7, no 4, pp, 10602-10604, 2017.

J. M. Jornet Montana, “Fundamentals of electromagnetic nanonetworks in the terahertz band,” Doctoral dissertation, Georgia Institute of Technology, 2013. doi: https://doi.org/10.1561/1300000045

Q. H. Abbasi, K. Yang, N. Chopra, J. M. Jornet, N. A.Abuali, K. A. Qaraqe, and A. Alomainy, “Nano-communication for biomedical applications: A review on the state-of-the-art from physical layers to novel networking concepts,” IEEE Access, vol 4, pp. 3920-3935, 2016. doi: https://doi.org/10.1109/access.2016.2593582

S. Balasubramaniam and J. Kangasharju, “Realizing the internet of nano things: Challenges, solutions, and applications,” Computer, vol. 46, no. 2, pp. 62-68, 2013. doi: https://doi.org/10.1109/mc.2012.389

P. Wang, J. M. Jornet, M. A. Malik, N. Akkari, and I. F. Akyildiz, “Energy and spectrum-aware MAC protocol for perpetual wireless nanosensor networks in the Terahertz Band,” Ad Hoc Networks, vol 11, no 8, pp. 2541-2555, 2013. doi: 10.1016/j.adhoc.2013.07.002

J. M. Jornet and I. F. Akyildiz, “Channel modeling and capacity analysis for electromagnetic wireless nanonetworks in the terahertz band,” IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 10, no 10l, pp. 3211-3221, 2011. doi: https://doi.org/10.1109/twc.2011.081011.100545

J. M. Jornet, J. C. Pujol, and J. S. Pareta. Phlame, “A physical layer aware mac protocol for electromagnetic nanonetworks in the terahertz band,” Nano Communication Networks, vol 3 no 1, pp. 74-81, 2012. doi: https://doi.org/10.1016/j.nancom.2012.01.006

J. M. Jornet, and I. F. Akyildiz, “Information capacity of pulse-based wireless nanosensor networks. In Sensor, Mesh and Ad Hoc Communications and Networks (SECON). 2011,” 8th Annual IEEE Communications Society Conference, pp. 80-88, 2011. ISBN: 978-1-4577-0093-4

J, M. Vizcaya, Soluciones de gestión de redes, pp. 19-24, abril. 2016. [Online]. Available in: ftp://public.dhe.ibm.com/la/documents/swg/es/cross/events/Gestion_de_redes_en_un_entorno_virtualizado-Esta_lista_su_infraestructura_de_TI.pdf

C. Vicente, Servicios de red: gestión de traps SNMP, p. 1, 2018. [Online]. Available in: https://nsrc.org/workshops/2008/walc/presentaciones/gestion_traps.pdf

PANDORA FMS, Documentation: Guía de administración Pandora FMS 7.0 NG Versión, pp. 1, 2018. [Online]. Available in: https://wiki.pandorafms.com/index.php?title=Pandora:Documentation_es:Arquitectura

IBM, Guía de analizadores y pasarelas Tivoli Netcool/OMNIbus versión 8.1, pp. 1, 2018

D. A. Maldonado, “Diseño e implementación de una aplicación de red bajo la arquitectura SDN,” Master's thesis, Facultad de Ingeniería, pp. 1, 2018.

Fundation, O. N., Software-defined networking, The new norm for networks. ONF White Paper, vol 2, pp. 2-6, 2012.

IBM, Documentation: Quick Start Guide Netcool/OMNIbus versión 8.1, pp. 1, 2018. [Online]. Available: ftp://ftp.software.ibm.com/software/tivoli/Netcool/NetcoolOmnibus/library/omnibus810/CIZ6JML.pdf

L. J. Calderón, Implementación de Ibm Tivoli Netcool Omnibus para la gestión de fallas de una red LTE en una solución de gestión unificada de servicios de telecomunicaciones, p. 1, 2018.

Nagios, Documentation: Overview, pp. 1, 2018. [Online]. Available: https://www.nagios.org/about/

IBM, Documentation: Quick Start Guide Netcool/Impact versión 7.1, pp. 1, 2018. [Online]. Available: https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/SSSHYH_7.1.0/com.ibm.netcoolimpact.doc_7.1/QuickStartGuide.pdf?view=kc

A. Nayyar, V. Puri, and D. Le, “Internet of nano things (IoNT): Next evolutionary step in nanotechnology. Nanosci,” Nanotechnol, vol. 7, no 1, pp. 4-8, 2017. [Online]. Available: <http://article.sapub.org/10.5923.j.nn.20170701.02.html#Ref>. doi: 10.5923/j.nn.20170701.02

Y. S. Mezaal, L. N Yousif, Z. j. Abdulkareem, H. A. Hussein and S. K. Kgaleel, “Review about effects of IOT and Nano-technology techniques in the development of IONT in wireless systems,” International Journal of Engineering & Technology, vol. 7, no. 4, pp. 3602-3606. 2018. [Online]. Available: https://www.sciencepubco.com/index.php/ijet/article/view/21741/10418

[1]

E. A. . Quijano Súarez, H. F. . Hurtado Acosta, and G. A. Castang Montiel, “Nanosensores biológicos en red para el control de diabetes con emisión de alertas a usuarios”, ing. Solidar, vol. 15, no. 3, pp. 1–27, Sep. 2019, doi: 10.16925/2357-6014.2019.03.10.

Descargar cita

Derechos de autor 2019 Ingeniaría Solidaria

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.

Compromiso ético y cesión de derechos

El autor debe declarar que su trabajo es original e inédito y que no se ha postulado a evaluación simultánea para su publicación por otro medio. Además, debe asegurar que no tiene impedimentos de ninguna naturaleza para la concesión de los derechos previstos en el contrato.

El autor se compromete a esperar el resultado de evaluación de la revista Ingeniería Solidaria, antes de considerar su presentación a otro medio; en caso de que la respuesta de publicación sea positiva, adicionalmente, se compromete a responder por cualquier acción de reivindicación, plagio u otra clase de reclamación que al respecto pudiera sobrevenir por parte de terceros.

Asimismo, debe declarar que, como autor o coautor, está de acuerdo por completo con los contenidos presentados en el trabajo y ceder todos los derechos patrimoniales, es decir, su reproducción, comunicación pública, distribución, divulgación, transformación, puesta a disposición y demás formas de utilización de la obra por cualquier medio o procedimiento, por el término de su protección legal y en todos los países del mundo, al Fondo Editorial de la Universidad Cooperativa de Colombia, de manera gratuita y sin contraprestación presente o futura.

Número

Vol. 15 Núm. 3 (2019)

Publicado

2019-09-16

Descargas

PDF (Inglés)

Métricas

Cargando métricas ...

https://plu.mx/plum/a/?doi=10.16925/2357-6014.2019.03.10