Sveučilište za znanost i tehnologiju Shaanxi razvilo je bidentatni sustav β-ciklodekstrin hidrogela, koji može postići dugoročnu kontrolu razine glukoze u krvi unutar 12 sati

 NEWS    |      2023-03-28

undefined

U ljudskom tijelu, metabolizam energije uglavnom se oslanja na ciklus trikarboksilne kiseline, koji koristi D-glukozu kao energetsku tvar. U dugotrajnoj evoluciji ljudsko tijelo je formiralo sofisticiran i specifičan biološki sustav koji prepoznaje i metabolizira molekule glukoze. Uz poboljšanje životnog standarda ljudi, dijabetes, "tihi ubojica", ozbiljno je ugrozio zdravlje ljudi i donio veliki ekonomski teret društvu. Česte razine glukoze u krvi i injekcije inzulina donose nelagodu pacijentima. Također postoje potencijalni rizici kao što su poteškoće u kontroli doze injekcije i širenje krvnih bolesti. Stoga je razvoj bioničkih biomaterijala za otpuštanje inteligentnog inzulina s kontroliranim otpuštanjem idealno rješenje za postizanje dugoročne kontrole razine glukoze u krvi kod dijabetičara.


Postoje mnoge vrste izomera glukoze u hrani i tjelesnim tekućinama ljudskog tijela. Biološki enzimi ljudskog tijela mogu točno prepoznati molekule glukoze i imaju visok stupanj specifičnosti. Međutim, sintetička kemija ima specifično prepoznavanje molekula glukoze. Struktura je vrlo teška. To je zato što je molekularna struktura molekula glukoze i njezinih izomera (kao što su galaktoza, fruktoza, itd.) vrlo slična i imaju samo jednu hidroksilnu funkcionalnu skupinu, koju je teško točno kemijski identificirati. Nekoliko kemijskih liganada za koje je objavljeno da imaju sposobnost prepoznavanja specifične za glukozu, gotovo svi imaju problema kao što je kompliciran proces sinteze.


Nedavno je tim profesora Yongmei Chena i izvanrednog profesora Wang Renqija sa Sveučilišta za znanost i tehnologiju Shaanxi surađivao s izvanrednim profesorom Mei Yingwu sa Sveučilišta Zhengzhou na dizajniranju novog tipa temeljenog na bidentat-β-hidrogelnom sustavu ciklodekstrina. Preciznim uvođenjem para supstituentskih skupina fenilborne kiseline na 2,6-dimetil-β-ciklodekstrin (DMβCD), formira se molekularni prorez koji je u skladu s topološkom strukturom D-glukoze, koji se može specifično kombinirati s molekulama D-glukoze i otpuštaju protone, uzrokujući bubrenje hidrogela, potičući na taj način prethodno uneseni inzulin u hidrogelu da se brzo otpusti u krvotok. Priprava bidentat-β-ciklodekstrina zahtijeva samo tri koraka reakcije, ne zahtijeva oštre uvjete sinteze, a reakcijski prinos je visok. Hidrogel napunjen bidentat-β-ciklodekstrinom brzo reagira na hiperglikemiju i otpušta inzulin kod dijabetičkih miševa tipa I, koji mogu postići dugoročnu kontrolu razine glukoze u krvi unutar 12 sati.