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无酶化凝胶微针贴片可实现胰岛素按需供给

已有 415 次阅读 2020-3-5 13:06 |个人分类:再生医学前沿|系统分类:科研笔记|关键词:学者

糖尿病是全球最具破坏性的疾病之一,胰岛素治疗是Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病最常见和最有效的治疗手段。然而,传统的人工注射胰岛素由于剂量难以准确把控,常常不能实现严格的血糖控制。


“闭环”的“人造胰腺”可以通过自动化的方式模拟健康胰腺β细胞的胰岛素分泌过程,目前在临床实践上也有了越来越多的应用,该技术有助于较长时间内维持血糖在目标范围内,减少低血糖的发作,但是成本高,需插入导管,频繁校准传感器,以及反应滞后等多种因素限制了其应用。


对此,日本医科齿科大学的Akira Matsumoto课题组提出了一种凝胶微针贴片,用来按需释放胰岛素,从而实现长时间的血糖水平控制,该研究成果日前被发表在Advanced Functional Materials期刊上。


由于前期研究的微针贴片使用酶包裹释放胰岛素的方式,存在胰岛素释放过快,长期使用可能导致蛋白质变质,甚至有毒物质产生等潜在不安全因素。针对这些限制因素,该课题组研制出一种智能化的水凝胶,采用“无酶化”的配方,利用水凝胶智能化控制葡萄糖反应的进行,建立了应对持续以及急性葡萄糖反应的胰岛素传递,实现了持续,无痛,方便控制血糖的目标。而且这种“无酶化”的智能凝胶微针贴片可以在含水环境里保持2个月的功效。

 

该课题组合成了一种由4-(2-丙烯酰胺乙基氨基甲氨酰基)-3-氟苯硼酸(AmECFPBA)和丙烯酰胺衍生物组成的智能化水凝胶,该水凝胶利用凝胶中的苯基硼酸衍生物来进行葡萄糖反应,能够在体内外提供为期一周的胰岛素响应释放。葡萄糖反应的来源是未带电与带离子的硼酸之间的苯基硼酸部分发生葡萄糖依赖转移。


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图1 智能化水凝胶的合成过程及释药原理



>>>详细解读



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