La Universitat de Ciència i Tecnologia de Shaanxi ha desenvolupat un sistema d'hidrogel de β-ciclodextrina bidentat, que pot aconseguir un control a llarg termini dels nivells de glucosa en sang en 12 hores

 NEWS    |      2023-03-28

undefined

En el cos humà, el metabolisme energètic es basa principalment en el cicle de l'àcid tricarboxílic, que utilitza la D-glucosa com a substància energètica. En l'evolució a llarg termini, el cos humà ha format un sistema biològic sofisticat i específic que reconeix i metabolitza les molècules de glucosa. Amb la millora del nivell de vida de les persones, la diabetis, l'"assassí silenciós", ha posat en perill greu la salut de les persones i ha suposat una gran càrrega econòmica per a la societat. Els nivells freqüents de glucosa en sang i les injeccions d'insulina provoquen molèsties als pacients. També hi ha riscos potencials com la dificultat per controlar la dosi d'injecció i la propagació de malalties de la sang. Per tant, el desenvolupament de biomaterials biònics per a l'alliberament d'insulina d'alliberament controlat intel·ligent és una solució ideal per aconseguir un control a llarg termini dels nivells de glucosa en sang en pacients diabètics.


Hi ha molts tipus d'isòmers de glucosa tant en els aliments com en els líquids corporals del cos humà. Els enzims biològics del cos humà poden reconèixer amb precisió les molècules de glucosa i tenen un alt grau d'especificitat. Tanmateix, la química sintètica té un reconeixement específic de les molècules de glucosa. L'estructura és molt difícil. Això es deu al fet que l'estructura molecular de les molècules de glucosa i els seus isòmers (com la galactosa, la fructosa, etc.) són molt similars i només tenen un grup funcional hidroxil, que és difícil d'identificar químicament amb precisió. Els pocs lligands químics que s'ha informat que tenen capacitat de reconeixement específica de glucosa gairebé tots tenen problemes com ara un procés complicat de síntesi.


Recentment, l'equip del professor Yongmei Chen i el professor associat Wang Renqi de la Universitat de Ciència i Tecnologia de Shaanxi van col·laborar amb el professor associat Mei Yingwu de la Universitat de Zhengzhou per dissenyar un nou tipus basat en el sistema d'hidrogel bidentat-β- de ciclodextrina. Amb la introducció precisa d'un parell de grups substituents d'àcid fenilborònic a la 2,6-dimetil-β-ciclodextrina (DMβCD), es forma una escletxa molecular que s'ajusta a l'estructura topològica de la D-glucosa, que es pot combinar específicament amb les molècules de D-glucosa que s'uneixen. i alliberen protons, fent que l'hidrogel s'infle, provocant així que la insulina precarregada a l'hidrogel s'alliberi ràpidament a l'entorn sanguini. La preparació de bidentat-β-ciclodextrina només requereix tres passos de reacció, no requereix condicions de síntesi dures i el rendiment de la reacció és alt. L'hidrogel carregat amb bidentat-β-ciclodextrina respon ràpidament a la hiperglucèmia i allibera insulina en ratolins diabètics tipus I, que poden aconseguir un control a llarg termini dels nivells de glucosa en sang en 12 hores.