შაანქსის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტმა შეიმუშავა Bidentate β-ციკლოდექსტრინის ჰიდროგელის სისტემა, რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს სისხლში გლუკოზის დონის გრძელვადიან კონტროლს 12 საათის განმავლობაში

 NEWS    |      2023-03-28

undefined

ადამიანის ორგანიზმში ენერგეტიკული მეტაბოლიზმი ძირითადად ეყრდნობა ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლს, რომელიც იყენებს D- გლუკოზას, როგორც ენერგეტიკულ ნივთიერებას. გრძელვადიან ევოლუციაში ადამიანის ორგანიზმმა ჩამოაყალიბა დახვეწილი და სპეციფიკური ბიოლოგიური სისტემა, რომელიც ცნობს და მეტაბოლიზებს გლუკოზის მოლეკულებს. ადამიანების ცხოვრების დონის ამაღლებასთან ერთად დიაბეტი, „ჩუმი მკვლელი“ სერიოზულ საფრთხეს უქმნის ადამიანების ჯანმრთელობას და მძიმე ეკონომიკური ტვირთი მოუტანა საზოგადოებას. სისხლში გლუკოზის ხშირი დონე და ინსულინის ინექციები პაციენტებს დისკომფორტს უქმნის. ასევე არსებობს პოტენციური რისკები, როგორიცაა ინექციის დოზის კონტროლის სირთულე და სისხლის დაავადებების გავრცელება. ამიტომ, ბიონური ბიომასალის შემუშავება ინტელექტუალური კონტროლირებადი გამოთავისუფლების ინსულინის გასათავისუფლებლად იდეალური გამოსავალია დიაბეტიან პაციენტებში სისხლში გლუკოზის დონის გრძელვადიანი კონტროლის მისაღწევად.


გლუკოზის იზომერების მრავალი სახეობაა ადამიანის ორგანიზმის საკვებში და სხეულის სითხეებში. ადამიანის სხეულის ბიოლოგიურ ფერმენტებს შეუძლიათ ზუსტად ამოიცნონ გლუკოზის მოლეკულები და აქვთ სპეციფიკურობის მაღალი ხარისხი. თუმცა, სინთეზურ ქიმიას აქვს გლუკოზის მოლეკულების სპეციფიკური აღიარება. სტრუქტურა ძალიან რთულია. ეს იმიტომ ხდება, რომ გლუკოზის მოლეკულების და მისი იზომერების (როგორიცაა გალაქტოზა, ფრუქტოზა და ა.შ.) მოლეკულური სტრუქტურა ძალიან ჰგავს და მათ აქვთ მხოლოდ ერთი ჰიდროქსილის ფუნქციური ჯგუფი, რომლის ქიმიურად ზუსტი იდენტიფიცირება რთულია. იმ რამდენიმე ქიმიურ ლიგანდს, რომლებიც ცნობილია გლუკოზის სპეციფიკური ამოცნობის უნარით, თითქმის ყველას აქვს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა რთული სინთეზის პროცესი.


ცოტა ხნის წინ, პროფესორ იონგმეი ჩენისა და შაანქსის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის ასოცირებული პროფესორის გუნდმა თანამშრომლობდა ასოცირებულ პროფესორ მეი ინგვუსთან ჟენჯოუს უნივერსიტეტიდან, რათა შეექმნათ ახალი ტიპის ციკლოდექსტრინის ბიდენტატ-β-ჰიდროგელის სისტემა. 2,6-დიმეთილ-β-ციკლოდექსტრინზე (DMβCD) ფენილბორონის მჟავის შემცვლელი ჯგუფის ზუსტად შეყვანით, წარმოიქმნება მოლეკულური ჭრილი, რომელიც შეესაბამება D-გლუკოზის ტოპოლოგიურ სტრუქტურას, რომელიც შეიძლება სპეციალურად შერწყმული იყოს D- გლუკოზის მოლეკულებთან. და ათავისუფლებს პროტონებს, რაც იწვევს ჰიდროგელის შეშუპებას, რითაც იწვევს ჰიდროგელში წინასწარ დატვირთული ინსულინის სწრაფად გამოყოფას სისხლის გარემოში. ბიდენტატ-β-ციკლოდექსტრინის მომზადება მოითხოვს რეაქციის მხოლოდ სამ საფეხურს, არ საჭიროებს მკაცრი სინთეზის პირობებს და რეაქციის გამომუშავება მაღალია. ბიდენტატ-β-ციკლოდექსტრინით დატვირთული ჰიდროგელი სწრაფად რეაგირებს ჰიპერგლიკემიაზე და ათავისუფლებს ინსულინს I ტიპის დიაბეტიან თაგვებში, რომლებსაც შეუძლიათ სისხლში გლუკოზის დონის გრძელვადიანი კონტროლი 12 საათის განმავლობაში.