Shaanxi University of Science and Technology har utviklet et Bidentate β-cyclodextrin Hydrogel System, som kan oppnå langsiktig kontroll av blodsukkernivået innen 12 timer

 NEWS    |      2023-03-28

undefined

I menneskekroppen er energimetabolismen hovedsakelig avhengig av trikarboksylsyresyklusen, som bruker D-glukose som energistoff. I den langsiktige utviklingen har menneskekroppen dannet et sofistikert og spesifikt biologisk system som gjenkjenner og metaboliserer glukosemolekyler. Med forbedringen av folks levestandard har diabetes, "den stille morderen", satt folks helse i alvorlig fare og medført en tung økonomisk byrde for samfunnet. Hyppige blodsukkernivåer og insulininjeksjoner gir ubehag for pasientene. Det er også potensielle risikoer som vanskeligheter med å kontrollere injeksjonsdosen og spredning av blodsykdommer. Derfor er utviklingen av bioniske biomaterialer for frigjøring av intelligent kontrollert frigjøring av insulin en ideell løsning for å oppnå langsiktig kontroll av blodsukkernivået hos diabetikere.


Det er mange typer glukose-isomerer i både mat og kroppsvæsker i menneskekroppen. De biologiske enzymene i menneskekroppen kan nøyaktig gjenkjenne glukosemolekyler og har en høy grad av spesifisitet. Imidlertid har syntetisk kjemi spesifikk anerkjennelse av glukosemolekyler. Strukturen er veldig vanskelig. Dette er fordi den molekylære strukturen til glukosemolekyler og dens isomerer (som galaktose, fruktose, etc.) er svært like, og de har bare en enkelt hydroksylfunksjonell gruppe, som er vanskelig å identifisere nøyaktig kjemisk. De få kjemiske ligander som har blitt rapportert å ha glukosespesifikk gjenkjennelsesevne har nesten alle problemer som komplisert synteseprosess.


Nylig samarbeidet teamet til professor Yongmei Chen og førsteamanuensis Wang Renqi fra Shaanxi University of Science and Technology med førsteamanuensis Mei Yingwu fra Zhengzhou University for å designe en ny type basert på bidentate-β- Hydrogel-system av cyklodekstrin. Ved nøyaktig å introdusere et par fenylboronsyre-substituentgrupper på 2,6-dimetyl-β-cyklodekstrin (DMβCD), dannes en molekylær spalte som samsvarer med den topologiske strukturen til D-glukose, som spesifikt kan kombineres med D-glukosemolekyler binder og frigjør protoner, noe som får hydrogelen til å svelle, og derved får det forhåndslastede insulinet i hydrogelen til å bli raskt frigjort til blodmiljøet. Fremstillingen av bidentat-β-cyklodekstrin krever bare tre reaksjonstrinn, krever ikke harde syntesebetingelser, og reaksjonsutbyttet er høyt. Hydrogelen lastet med bidentate-β-cyklodekstrin reagerer raskt på hyperglykemi og frigjør insulin hos type I diabetiske mus, som kan oppnå langsiktig kontroll av blodsukkernivået innen 12 timer.