糖尿病是血糖調(diào)節(jié)紊亂引起的一種慢性疾病。據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì),2017年球糖尿病患者人數(shù)已達(dá)4.25億。胰島素對(duì)維持糖尿病患者的正常血糖水平非常重要,注射是目前胰島素給藥的主要方式,但它的不方便及疼痛等一直困擾著患者。因此為患者提供安全、方便、少痛苦的胰島素輸入方式一直是糖尿病治療追求的目標(biāo)。苯硼酸基智能閉環(huán)胰島素控釋系統(tǒng)利用苯硼酸基團(tuán)對(duì)葡萄糖的響應(yīng)性能模擬胰腺的工作模式,實(shí)現(xiàn)隨著血糖濃度的變化智能調(diào)節(jié)胰島素釋放的目的。浙江大學(xué)王立教授和俞豪杰副教授課題組系統(tǒng)地綜述了苯硼酸基智能閉環(huán)胰島素控釋系統(tǒng)的研究進(jìn)展,碩士研究生黃喬同學(xué)為本論文第一作者,該工作近期發(fā)表在Journal of Controlled Release上。
苯硼酸基智能閉環(huán)胰島素控釋系統(tǒng)能根據(jù)血糖濃度自適應(yīng)地調(diào)節(jié)胰島素的釋放量,有效避免低血糖及臨床上頻繁注射胰島素給糖尿病患者帶來(lái)的組織和神經(jīng)損傷及精神壓力,減少給藥次數(shù),提高患者的心理依從性。該智能閉環(huán)胰島素控釋系統(tǒng)利用苯硼酸及其衍生物能與葡萄糖的二醇結(jié)構(gòu)可逆共價(jià)結(jié)合的特性,將其作為葡萄糖響應(yīng)單元,實(shí)現(xiàn)葡萄糖響應(yīng)的胰島素控制釋放,其控釋機(jī)理主要可分為:溶脹釋放、降解釋放、競(jìng)爭(zhēng)取代釋放三種。溶脹釋放可在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到溶脹的熱力學(xué)平衡從而實(shí)現(xiàn)體系葡萄糖濃度與溶脹程度的對(duì)應(yīng)關(guān)系,有望用作藥物控釋“開(kāi)關(guān)”;降解釋放在長(zhǎng)效釋藥方面更有應(yīng)用前景,但隨著載體的不斷降解,總體釋藥速率會(huì)改變;競(jìng)爭(zhēng)取代釋放通過(guò)葡萄糖刺激產(chǎn)生能與負(fù)載的胰島素競(jìng)爭(zhēng)其結(jié)合位點(diǎn)的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)藥物控釋,目前報(bào)道還不是很多。智能閉環(huán)胰島素控釋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也對(duì)胰島素釋放有重要影響,圖1為水凝膠、膠束、核-殼-冠結(jié)構(gòu)載體和層層包覆膠囊的葡萄糖響應(yīng)釋藥機(jī)理示意圖。
圖1 水凝膠、膠束、核-殼-冠結(jié)構(gòu)載體以及層層包覆的膠囊的葡萄糖響應(yīng)釋藥機(jī)理示意圖
許多苯硼酸基智能閉環(huán)胰島素控釋系統(tǒng)在糖尿病鼠實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了優(yōu)良的血糖控制效果,但其和臨床應(yīng)用相關(guān)的性能等還有待進(jìn)一步評(píng)估;將苯硼酸基智能閉環(huán)胰島素控釋系統(tǒng)與一些更易于大眾接受的給藥方式(如口服、微針給藥等)結(jié)合起來(lái),有望開(kāi)發(fā)出更受糖尿病患者歡迎的產(chǎn)品。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2019.05.029
團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人簡(jiǎn)介:
王立,浙江大學(xué)求是特聘教授、博士生導(dǎo)師、英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士,享受政府特殊津貼,先后擔(dān)任浙江大學(xué)國(guó)際教育學(xué)院院長(zhǎng)、浙江大學(xué)外事處副處長(zhǎng)、美國(guó)Yale University訪問(wèn)教授、美國(guó)University of Washington訪問(wèn)教授、美國(guó)University of California, Irvine訪問(wèn)教授、中國(guó)物理學(xué)會(huì)波譜學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員、浙江省兵工學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、浙江省化學(xué)會(huì)常務(wù)理事等職。已從事功能高分子、納米材料、自組裝、樹(shù)枝狀分子、配位聚合等方面的研究多年,已在Chemical Reviews、Progress in Polymer Science、Angewandte Chemie-International Edition、Macromolecules、Nanotechnology等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI、EI收錄論文300余篇。
課題組鏈接:http://sklpre.zju.edu.cn/ktxz/redir.php?catalog_id=1083
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