Στο ανθρώπινο σώμα, ο ενεργειακός μεταβολισμός βασίζεται κυρίως στον κύκλο του τρικαρβοξυλικού οξέος, ο οποίος χρησιμοποιεί την D-γλυκόζη ως ενεργειακή ουσία. Στη μακροπρόθεσμη εξέλιξη, το ανθρώπινο σώμα έχει σχηματίσει ένα εξελιγμένο και συγκεκριμένο βιολογικό σύστημα που αναγνωρίζει και μεταβολίζει τα μόρια της γλυκόζης. Με τη βελτίωση του βιοτικού επιπέδου των ανθρώπων, ο διαβήτης, ο «σιωπηλός δολοφόνος», έθεσε σε σοβαρό κίνδυνο την υγεία των ανθρώπων και έφερε βαρύ οικονομικό βάρος στην κοινωνία. Τα συχνά επίπεδα γλυκόζης στο αίμα και οι ενέσεις ινσουλίνης προκαλούν δυσφορία στους ασθενείς. Υπάρχουν επίσης πιθανοί κίνδυνοι όπως η δυσκολία στον έλεγχο της δόσης της ένεσης και η εξάπλωση ασθενειών του αίματος. Επομένως, η ανάπτυξη βιονικών βιοϋλικών για την απελευθέρωση έξυπνης ινσουλίνης ελεγχόμενης απελευθέρωσης είναι μια ιδανική λύση για την επίτευξη μακροπρόθεσμου ελέγχου των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα σε διαβητικούς ασθενείς.
Υπάρχουν πολλά είδη ισομερών γλυκόζης τόσο στα τρόφιμα όσο και στα σωματικά υγρά του ανθρώπινου σώματος. Τα βιολογικά ένζυμα του ανθρώπινου σώματος μπορούν να αναγνωρίσουν με ακρίβεια τα μόρια γλυκόζης και να έχουν υψηλό βαθμό ειδικότητας. Ωστόσο, η συνθετική χημεία έχει ειδική αναγνώριση των μορίων γλυκόζης. Η δομή είναι πολύ δύσκολη. Αυτό οφείλεται στο ότι η μοριακή δομή των μορίων γλυκόζης και των ισομερών της (όπως η γαλακτόζη, η φρουκτόζη κ.λπ.) είναι πολύ παρόμοια και έχουν μόνο μια λειτουργική ομάδα υδροξυλίου, η οποία είναι δύσκολο να προσδιοριστεί με ακρίβεια χημικά. Οι λίγοι χημικοί υποκαταστάτες που έχουν αναφερθεί ότι έχουν ειδική για τη γλυκόζη ικανότητα αναγνώρισης σχεδόν όλοι έχουν προβλήματα όπως η περίπλοκη διαδικασία σύνθεσης.
Πρόσφατα, η ομάδα του καθηγητή Yongmei Chen και του αναπληρωτή καθηγητή Wang Renqi του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας Shaanxi συνεργάστηκε με την αναπληρώτρια καθηγήτρια Mei Yingwu του Πανεπιστημίου Zhengzhou για να σχεδιάσουν έναν νέο τύπο που βασίζεται στο σύστημα bidentate-β- Hydrogel κυκλοδεξτρίνης. Με την ακριβή εισαγωγή ενός ζεύγους ομάδων υποκαταστατών φαινυλοβορονικού οξέος στην 2,6-διμεθυλ-β-κυκλοδεξτρίνη (DMβCD), σχηματίζεται μια μοριακή σχισμή που συμμορφώνεται με την τοπολογική δομή της D-γλυκόζης, η οποία μπορεί να συνδυαστεί ειδικά με μόρια D-γλυκόζης και απελευθερώνουν πρωτόνια, προκαλώντας τη διόγκωση της υδρογέλης, προτρέποντας έτσι την προφορτωμένη ινσουλίνη στην υδρογέλη να απελευθερωθεί γρήγορα στο περιβάλλον του αίματος. Η παρασκευή της διχοτόμησης-β-κυκλοδεξτρίνης απαιτεί μόνο τρία στάδια αντίδρασης, δεν απαιτεί σκληρές συνθήκες σύνθεσης και η απόδοση της αντίδρασης είναι υψηλή. Η υδρογέλη που είναι φορτωμένη με δυαδική β-κυκλοδεξτρίνη ανταποκρίνεται γρήγορα στην υπεργλυκαιμία και απελευθερώνει ινσουλίνη σε ποντίκια με διαβήτη τύπου Ι, τα οποία μπορούν να επιτύχουν μακροπρόθεσμο έλεγχο των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα μέσα σε 12 ώρες.
