Shaanxi teadus- ja tehnoloogiaülikool on välja töötanud kahetaolise β-tsüklodekstriini hüdrogeeli süsteemi, mis suudab saavutada pikaajalise kontrolli veresuhkru taseme üle 12 tunni jooksul

 NEWS    |      2023-03-28

undefined

Inimkehas toetub energiavahetus peamiselt trikarboksüülhappe tsüklile, mis kasutab energiaainena D-glükoosi. Pikaajalise evolutsiooni käigus on inimkeha moodustanud keeruka ja spetsiifilise bioloogilise süsteemi, mis tunneb ära ja metaboliseerib glükoosi molekule. Inimeste elatustaseme paranemisega on diabeet, "vaikiv tapja", tõsiselt ohtu seadnud inimeste tervise ja toonud ühiskonnale raske majandusliku koormuse. Sage veresuhkru tase ja insuliinisüstid toovad patsientidele ebamugavust. Samuti on võimalikud riskid, nagu raskused süstitava annuse kontrollimisel ja verehaiguste levik. Seetõttu on biooniliste biomaterjalide väljatöötamine intelligentse kontrollitud vabanemisega insuliini vabastamiseks ideaalne lahendus diabeediga patsientide vere glükoositaseme pikaajalise kontrolli saavutamiseks.


Nii toidus kui ka inimkeha kehavedelikes on palju erinevaid glükoosi isomeere. Inimkeha bioloogilised ensüümid suudavad glükoosi molekule täpselt ära tunda ja neil on kõrge spetsiifilisus. Sünteetilisel keemial on aga glükoosi molekulide spetsiifiline äratundmine. Struktuur on väga raske. Põhjus on selles, et glükoosimolekulide ja selle isomeeride (nagu galaktoos, fruktoos jne) molekulaarne struktuur on väga sarnane ning neil on ainult üks hüdroksüüli funktsionaalrühm, mida on raske keemiliselt täpselt tuvastada. Vähestel keemilistel liganditel, millel on teatatud glükoosispetsiifilise äratundmisvõimega, on peaaegu kõigil probleeme, nagu keeruline sünteesiprotsess.


Hiljuti tegi Shaanxi teadus- ja tehnoloogiaülikooli professor Yongmei Cheni ja dotsent Wang Renqi meeskond koostööd Zhengzhou ülikooli dotsendi Mei Yingwuga, et kavandada uut tüüpi tsüklodekstriini bidentaat-β-hüdrogeeli süsteemil. Fenüülboorhappe asendusrühmade paari täpsel sisestamisel 2,6-dimetüül-β-tsüklodekstriini (DMβCD) moodustub D-glükoosi topoloogilisele struktuurile vastav molekulaarne pilu, mida saab spetsiifiliselt kombineerida D-glükoosi molekulide sidumisega. ja vabastavad prootoneid, põhjustades hüdrogeeli paisumist, ajendades seeläbi hüdrogeelis olevat eellaaditud insuliini kiiresti verekeskkonda vabanema. Bidentaat-β-tsüklodekstriini valmistamine nõuab ainult kolme reaktsioonietappi, ei vaja karme sünteesitingimusi ja reaktsiooni saagis on kõrge. Bidentaat-β-tsüklodekstriiniga laetud hüdrogeel reageerib kiiresti hüperglükeemiale ja vabastab I tüüpi diabeediga hiirtel insuliini, mis võib saavutada vere glükoositaseme pikaajalise kontrolli 12 tunni jooksul.