一项研究发现,新的无痛贴片可以在 1 型糖尿病小鼠模型中降低血糖长达 9 小时。 科学家说,一种可以检测血糖水平升高并将胰岛素剂量分泌到血液中的“智能”胰岛素贴片可以取代糖尿病患者的痛苦注射。
北卡罗来纳大学和北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了这种贴片——一个不超过一美分的薄正方形——上面覆盖着一百多根细小的针,每根大约有睫毛大小。
这项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究发现,新的、无痛的
贴片可以在 1 型糖尿病小鼠模型中降低血糖长达 9 小时。
我们为糖尿病设计了一种贴剂,它见效快、使用方便,并且由无毒、生物相容的材料制成
材料,共同资深作者,北卡罗来纳州联合北卡罗来纳州生物医学工程系教授顾振说。
Gu 说,整个系统可以个性化以考虑糖尿病患者的体重和对胰岛素的敏感性,因此我们可以使智能贴片更加智能。
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在这项研究中,顾和他的同事选择模拟人体的天然胰岛素发生器,即β细胞。这些多功能细胞既充当工厂又充当仓库,在称为囊泡的小囊中制造和储存胰岛素。
Gu 实验室的博士生 Jiching Yu 说,我们使用两种在自然界中很容易找到的材料构建了具有相同功能的人造囊泡。
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第一个是透明质酸或 HA,这是一种在许多化妆品中发现的天然物质。第二种是 2-硝基咪唑或 NI,一种用于诊断的有机化合物。
研究人员将两者连接起来创造了一种新分子,其一端是亲水性或亲水性的
一种是怕水或疏水的。
这些分子的混合物自组装成一个囊泡,就像油滴在水中的聚结一样,疏水端指向内,亲水端指向外。
结果是形成了数百万个气泡状结构,每个结构都比人类头发的宽度小 100 倍。在这些囊泡中,研究人员插入了一个由固体胰岛素和酶组成的核心,专门设计用于检测葡萄糖。
在实验室实验中,当血糖水平升高时,多余的葡萄糖会挤入人造囊泡中。这
然后酶将葡萄糖转化为葡萄糖酸,一直消耗氧气。
由此产生的缺氧或缺氧使疏水性 NI 分子变为亲水性,导致囊泡迅速分解并将胰岛素输送到血液中。
研究人员随后决定将这些糖感应、胰岛素释放材料球结合到一系列细针中。
Gu 使用与纳米颗粒的主要成分相同的透明质酸制造了这些微针,只是采用了更坚硬的形式。
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然后,研究人员将一百多个这样的微针排列在一个薄硅片上,以创造出一个看起来像指甲床的微小、无痛版本。