Univerzitet nauke i tehnologije Shaanxi razvio je bidentatni β-ciklodekstrin hidrogel sistem, koji može postići dugoročnu kontrolu nivoa glukoze u krvi u roku od 12 sati

 NEWS    |      2023-03-28

undefined

U ljudskom tijelu, energetski metabolizam se uglavnom oslanja na ciklus trikarboksilne kiseline, koji koristi D-glukozu kao energetsku supstancu. U dugoročnoj evoluciji, ljudsko tijelo je formiralo sofisticiran i specifičan biološki sistem koji prepoznaje i metabolizira molekule glukoze. Sa poboljšanjem životnog standarda ljudi, dijabetes, "tihi ubica", ozbiljno je ugrozio zdravlje ljudi i doneo veliki ekonomski teret društvu. Česti nivoi glukoze u krvi i injekcije inzulina donose nelagodu pacijentima. Postoje i potencijalni rizici kao što su poteškoće u kontroli doze injekcije i širenje bolesti krvi. Stoga je razvoj bioničkih biomaterijala za oslobađanje inteligentnog inzulina s kontroliranim otpuštanjem idealno rješenje za postizanje dugoročne kontrole nivoa glukoze u krvi kod pacijenata sa dijabetesom.


Postoje mnoge vrste izomera glukoze u hrani i tjelesnim tekućinama ljudskog tijela. Biološki enzimi ljudskog tijela mogu precizno prepoznati molekule glukoze i imaju visok stepen specifičnosti. Međutim, sintetička hemija ima specifično prepoznavanje molekula glukoze. Struktura je veoma teška. To je zato što su molekularna struktura molekula glukoze i njenih izomera (kao što su galaktoza, fruktoza, itd.) vrlo slične i imaju samo jednu hidroksilnu funkcionalnu grupu, koju je teško precizno kemijski identificirati. Nekoliko hemijskih liganda za koje je prijavljeno da imaju sposobnost prepoznavanja specifične za glukozu, skoro svi imaju probleme kao što je komplikovan proces sinteze.


Nedavno je tim profesora Yongmei Chena i vanrednog profesora Wang Renqija sa Univerziteta nauke i tehnologije Shaanxi sarađivao sa vanrednim profesorom Mei Yingwu sa Univerziteta Zhengzhou kako bi dizajnirali novi tip baziran na bidentat-β-hidrogel sistemu ciklodekstrina. Preciznim uvođenjem para supstituentskih grupa fenilborne kiseline na 2,6-dimetil-β-ciklodekstrin (DMβCD), formira se molekularni prorez koji odgovara topološkoj strukturi D-glukoze, koji se može posebno kombinovati sa vezanjem molekula D-glukoze i oslobađaju protone, uzrokujući da hidrogel nabubri, što dovodi do brzog oslobađanja prethodno napunjenog inzulina u hidrogelu u krvnu sredinu. Priprema bidentat-β-ciklodekstrina zahtijeva samo tri koraka reakcije, ne zahtijeva teške uslove sinteze, a prinos reakcije je visok. Hidrogel napunjen bidentat-β-ciklodekstrinom brzo reaguje na hiperglikemiju i oslobađa inzulin kod miševa sa dijabetesom tipa I, koji mogu postići dugoročnu kontrolu nivoa glukoze u krvi u roku od 12 sati.