Shaanxi University of Science and Technology har udviklet et Bidentate β-cyclodextrin hydrogelsystem, som kan opnå langsigtet kontrol af blodsukkerniveauer inden for 12 timer

 NEWS    |      2023-03-28

undefined

I den menneskelige krop er energimetabolismen hovedsageligt afhængig af tricarboxylsyrecyklussen, som bruger D-glukose som energistof. I den langsigtede udvikling har den menneskelige krop dannet et sofistikeret og specifikt biologisk system, der genkender og metaboliserer glukosemolekyler. Med forbedringen af ​​folks levestandard har diabetes, "den tavse morder", i alvorlig grad truet folks helbred og medført en tung økonomisk byrde for samfundet. Hyppige blodsukkerniveauer og insulininjektioner giver ubehag for patienterne. Der er også potentielle risici såsom vanskeligheder med at kontrollere injektionsdosis og spredning af blodsygdomme. Derfor er udviklingen af ​​bioniske biomaterialer til frigivelse af intelligent kontrolleret frigivelse af insulin en ideel løsning til at opnå langsigtet kontrol af blodsukkerniveauet hos diabetespatienter.


Der er mange slags glucoseisomerer i både mad og kropsvæsker i den menneskelige krop. De biologiske enzymer i den menneskelige krop kan nøjagtigt genkende glukosemolekyler og har en høj grad af specificitet. Imidlertid har syntetisk kemi specifik genkendelse af glukosemolekyler. Strukturen er meget vanskelig. Dette skyldes, at den molekylære struktur af glukosemolekyler og dens isomerer (såsom galactose, fruktose osv.) er meget ens, og de har kun en enkelt funktionel hydroxylgruppe, hvilket er vanskeligt at identificere nøjagtigt kemisk. De få kemiske ligander, der er blevet rapporteret at have glucosespecifik genkendelsesevne, har næsten alle problemer såsom kompliceret synteseproces.


For nylig samarbejdede holdet af professor Yongmei Chen og lektor Wang Renqi fra Shaanxi University of Science and Technology med lektor Mei Yingwu fra Zhengzhou University om at designe en ny type baseret på bidentate-β-hydrogel-system af cyclodextrin. Ved præcist at indføre et par phenylboronsyre-substituentgrupper på 2,6-dimethyl-β-cyclodextrin (DMβCD), dannes en molekylær spalte, der passer til den topologiske struktur af D-glucose, som specifikt kan kombineres med D-Glucose-molekyler binder og frigiver protoner, hvilket får hydrogelen til at svulme op, hvorved det forudindlæste insulin i hydrogelen hurtigt frigives til blodmiljøet. Fremstillingen af ​​bidentat-β-cyclodextrin kræver kun tre reaktionstrin, kræver ikke skrappe syntesebetingelser, og reaktionsudbyttet er højt. Hydrogelen fyldt med bidentate-β-cyclodextrin reagerer hurtigt på hyperglykæmi og frigiver insulin i type I diabetiske mus, som kan opnå langsigtet kontrol af blodsukkerniveauer inden for 12 timer.