A Universidade de Ciência e Tecnologia de Shaanxi desenvolveu um sistema de hidrogel de β-ciclodextrina bidentado, que pode alcançar o controle a longo prazo dos níveis de glicose no sangue em 12 horas

 NEWS    |      2023-03-28

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No corpo humano, o metabolismo energético depende principalmente do ciclo do ácido tricarboxílico, que utiliza a D-glicose como substância energética. Na evolução de longo prazo, o corpo humano formou um sistema biológico sofisticado e específico que reconhece e metaboliza as moléculas de glicose. Com a melhoria dos padrões de vida das pessoas, o diabetes, o "assassino silencioso", colocou seriamente em risco a saúde das pessoas e trouxe um pesado fardo econômico para a sociedade. Níveis frequentes de glicose no sangue e injeções de insulina trazem desconforto aos pacientes. Existem também riscos potenciais, como dificuldade em controlar a dose da injeção e disseminação de doenças sanguíneas. Portanto, o desenvolvimento de biomateriais biônicos para a liberação de insulina de liberação controlada inteligente é uma solução ideal para alcançar o controle a longo prazo dos níveis de glicose no sangue em pacientes diabéticos.


Existem muitos tipos de isômeros de glicose em alimentos e fluidos corporais do corpo humano. As enzimas biológicas do corpo humano podem reconhecer com precisão as moléculas de glicose e possuem um alto grau de especificidade. No entanto, a química sintética tem reconhecimento específico de moléculas de glicose. A estrutura é muito difícil. Isso ocorre porque a estrutura molecular das moléculas de glicose e seus isômeros (como galactose, frutose etc.) são muito semelhantes e possuem apenas um único grupo funcional hidroxila, difícil de ser identificado quimicamente com precisão. Os poucos ligantes químicos que foram relatados como tendo capacidade de reconhecimento específica da glicose, quase todos têm problemas, como processos de síntese complicados.


Recentemente, a equipe do professor Yongmei Chen e do professor associado Wang Renqi, da Shaanxi University of Science and Technology, colaborou com o professor associado Mei Yingwu, da Universidade de Zhengzhou, para projetar um novo tipo baseado no sistema bidentado-β-hidrogel de ciclodextrina. Ao introduzir com precisão um par de grupos substituintes de ácido fenilborônico na 2,6-dimetil-β-ciclodextrina (DMβCD), forma-se uma fenda molecular em conformidade com a estrutura topológica da D-glicose, que pode ser combinada especificamente com moléculas de D-Glucose ligadas e liberar prótons, fazendo com que o hidrogel inche, fazendo com que a insulina pré-carregada no hidrogel seja rapidamente liberada no ambiente sanguíneo. A preparação de bidentado-β-ciclodextrina requer apenas três etapas de reação, não requer condições de síntese severas e o rendimento da reação é alto. O hidrogel carregado com bidentado-β-ciclodextrina responde rapidamente à hiperglicemia e libera insulina em camundongos diabéticos tipo I, que podem alcançar o controle a longo prazo dos níveis de glicose no sangue em 12 horas.