Metabolizm energetyczny w organizmie człowieka opiera się głównie na cyklu kwasu trójkarboksylowego, który wykorzystuje D-glukozę jako substancję energetyczną. W długookresowej ewolucji organizm ludzki wytworzył wyrafinowany i specyficzny system biologiczny, który rozpoznaje i metabolizuje cząsteczki glukozy. Wraz z poprawą standardów życia ludzi, cukrzyca, „cichy zabójca”, poważnie zagroziła zdrowiu ludzi i przyniosła społeczeństwu duże obciążenie ekonomiczne. Częste pomiary glukozy we krwi i zastrzyki z insuliny powodują dyskomfort u pacjentów. Istnieje również potencjalne ryzyko, takie jak trudność w kontrolowaniu dawki wstrzyknięcia i rozprzestrzenianie się chorób krwi. Dlatego opracowanie biomateriałów bionicznych do uwalniania insuliny o inteligentnym kontrolowanym uwalnianiu jest idealnym rozwiązaniem pozwalającym na osiągnięcie długoterminowej kontroli poziomu glukozy we krwi u pacjentów z cukrzycą.

Istnieje wiele rodzajów izomerów glukozy zarówno w żywności, jak i płynach ustrojowych organizmu człowieka. Enzymy biologiczne ludzkiego organizmu potrafią dokładnie rozpoznawać cząsteczki glukozy i odznaczają się wysokim stopniem specyficzności. Jednak chemia syntetyczna ma specyficzne rozpoznawanie cząsteczek glukozy. Struktura jest bardzo trudna. Dzieje się tak, ponieważ struktura molekularna cząsteczek glukozy i jej izomerów (takich jak galaktoza, fruktoza itp.) jest bardzo podobna i mają tylko jedną hydroksylową grupę funkcyjną, którą trudno dokładnie zidentyfikować chemicznie. Nieliczne ligandy chemiczne, o których doniesiono, że mają zdolność rozpoznawania specyficznego dla glukozy, prawie wszystkie mają problemy, takie jak skomplikowany proces syntezy.

Niedawno zespół profesora Yongmei Chen i profesora nadzwyczajnego Wang Renqi z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Shaanxi współpracował z profesorem nadzwyczajnym Mei Yingwu z Uniwersytetu Zhengzhou w celu zaprojektowania nowego typu opartego na systemie dwukleszczowym-β-hydrożelu cyklodekstryny. Poprzez precyzyjne wprowadzenie pary podstawników kwasu fenyloboronowego do 2,6-dimetylo-β-cyklodekstryny (DMβCD), powstaje szczelina molekularna zgodna z topologiczną strukturą D-glukozy, która może być specyficznie łączona z cząsteczkami D-glukozy i uwalniają protony, powodując pęcznienie hydrożelu, co powoduje szybkie uwolnienie wstępnie załadowanej insuliny w hydrożelu do środowiska krwi. Przygotowanie dwukleszczowego β-cyklodekstryny wymaga tylko trzech etapów reakcji, nie wymaga surowych warunków syntezy, a wydajność reakcji jest wysoka. Hydrożel wypełniony dwukleszczową β-cyklodekstryną szybko reaguje na hiperglikemię i uwalnia insulinę u myszy z cukrzycą typu I, które mogą osiągnąć długoterminową kontrolę poziomu glukozy we krwi w ciągu 12 godzin.