Shaanxi University of Science and Technology har utvecklat ett Bidentate β-cyklodextrinhydrogelsystem, som kan uppnå långsiktig kontroll av blodsockernivåer inom 12 timmar

 NEWS    |      2023-03-28

undefined

I människokroppen är energiomsättningen huvudsakligen beroende av trikarboxylsyracykeln, som använder D-glukos som energisubstans. I den långsiktiga utvecklingen har människokroppen bildat ett sofistikerat och specifikt biologiskt system som känner igen och metaboliserar glukosmolekyler. Med förbättringen av människors levnadsstandard har diabetes, "den tysta mördaren", allvarligt äventyrat människors hälsa och medfört en tung ekonomisk börda för samhället. Frekventa blodsockernivåer och insulininjektioner orsakar obehag för patienterna. Det finns också potentiella risker som svårigheter att kontrollera injektionsdosen och spridning av blodsjukdomar. Därför är utvecklingen av bioniska biomaterial för frisättning av intelligent kontrollerad frisättning av insulin en idealisk lösning för att uppnå långsiktig kontroll av blodsockernivåer hos diabetespatienter.


Det finns många typer av glukosisomerer i både mat och kroppsvätskor i människokroppen. De biologiska enzymerna i människokroppen kan noggrant känna igen glukosmolekyler och har en hög grad av specificitet. Syntetisk kemi har dock specifik igenkänning av glukosmolekyler. Strukturen är mycket svår. Detta beror på att den molekylära strukturen hos glukosmolekyler och dess isomerer (som galaktos, fruktos, etc.) är mycket lika, och de har bara en enda funktionell hydroxylgrupp, vilket är svårt att exakt kemiskt identifiera. De få kemiska ligander som har rapporterats ha glukosspecifik igenkänningsförmåga har nästan alla problem som komplicerad syntesprocess.


Nyligen samarbetade teamet av professor Yongmei Chen och docent Wang Renqi vid Shaanxi University of Science and Technology med docent Mei Yingwu vid Zhengzhou University för att designa en ny typ baserad på bidentate-β-hydrogelsystem av cyklodextrin. Genom att exakt införa ett par fenylboronsyrasubstituentgrupper på 2,6-dimetyl-β-cyklodextrin (DMβCD), bildas en molekylär slits som överensstämmer med den topologiska strukturen av D-glukos, som specifikt kan kombineras med D-glukosmolekyler binder och frisätter protoner, vilket får hydrogelen att svälla, vilket får det förladdade insulinet i hydrogelen att snabbt släppas ut i blodmiljön. Framställningen av bidentat-p-cyklodextrin kräver endast tre reaktionssteg, kräver inte hårda syntesbetingelser och reaktionsutbytet är högt. Hydrogelen laddad med bidentat-β-cyklodextrin svarar snabbt på hyperglykemi och frisätter insulin i typ I-diabetesmöss, vilket kan uppnå långsiktig kontroll av blodsockernivåerna inom 12 timmar.