Univerza za znanost in tehnologijo Shaanxi je razvila bidentatni β-ciklodekstrin hidrogelni sistem, ki lahko doseže dolgoročno kontrolo ravni glukoze v krvi v 12 urah

 NEWS    |      2023-03-28

undefined

V človeškem telesu presnova energije v glavnem temelji na ciklu trikarboksilne kisline, ki kot energijsko snov uporablja D-glukozo. Človeško telo je v dolgotrajni evoluciji oblikovalo sofisticiran in specifičen biološki sistem, ki prepoznava in presnavlja molekule glukoze. Z izboljšanjem življenjskega standarda ljudi je sladkorna bolezen, »tihi ubijalec«, resno ogrozila zdravje ljudi in družbi prinesla veliko ekonomsko breme. Pogoste ravni glukoze v krvi in ​​injekcije insulina prinašajo bolnikom nelagodje. Obstajajo tudi možna tveganja, kot so težave pri nadzoru odmerka injiciranja in širjenje krvnih bolezni. Zato je razvoj bioničnih biomaterialov za sproščanje inteligentnega insulina z nadzorovanim sproščanjem idealna rešitev za doseganje dolgoročnega nadzora ravni glukoze v krvi pri bolnikih s sladkorno boleznijo.


V hrani in telesnih tekočinah človeškega telesa je veliko vrst izomerov glukoze. Biološki encimi človeškega telesa lahko natančno prepoznajo molekule glukoze in imajo visoko stopnjo specifičnosti. Vendar ima sintetična kemija specifično prepoznavanje molekul glukoze. Struktura je zelo težka. To je zato, ker je molekularna struktura molekul glukoze in njenih izomerov (kot so galaktoza, fruktoza itd.) zelo podobna in imajo samo eno hidroksilno funkcionalno skupino, ki jo je težko natančno kemijsko identificirati. Nekaj ​​​​kemijskih ligandov, za katere so poročali, da imajo sposobnost prepoznavanja, specifično za glukozo, imajo skoraj vsi težave, kot je zapleten proces sinteze.


Pred kratkim je ekipa profesorja Yongmei Chena in izrednega profesorja Wang Renqija z Univerze za znanost in tehnologijo Shaanxi sodelovala z izrednim profesorjem Mei Yingwujem z univerze Zhengzhou, da bi oblikovali nov tip, ki temelji na bidentat-β-hidrogelnem sistemu ciklodekstrina. Z natančno uvedbo para substituentnih skupin fenilboronske kisline na 2,6-dimetil-β-ciklodekstrinu (DMβCD) se oblikuje molekularna reža, ki ustreza topološki strukturi D-glukoze, ki jo je mogoče specifično kombinirati z vezavo molekul D-glukoze. in sproščajo protone, kar povzroči nabrekanje hidrogela, kar spodbudi, da se vnaprej naložen insulin v hidrogelu hitro sprosti v krvno okolje. Priprava bidentat-β-ciklodekstrina zahteva le tri korake reakcije, ne zahteva težkih pogojev sinteze in reakcijski izkoristek je visok. Hidrogel, naložen z bidentat-β-ciklodekstrinom, se hitro odzove na hiperglikemijo in sprošča inzulin pri miših s sladkorno boleznijo tipa I, ki lahko dosežejo dolgoročno kontrolo ravni glukoze v krvi v 12 urah.