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智能胰岛素贴:消除糖尿病人注射之苦

糖尿病患者要忍受反复注射胰岛素的痛苦,美国北卡罗来纳州州立大学(UNC)的一项新发明或将结束这种折磨。研究人员创造出第一个“智能胰岛素贴”,这个薄薄的、不足硬币大小的智能贴布满了100多个睫毛大小的“微型针头”,里面充满了微量胰岛素,当血糖水平过高时,它可以感知并迅速释放胰岛素。

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发表在美国《国家科学院院刊》上的这项研究发现,新型无痛贴能够在患有Ⅰ型糖尿病的小鼠身上持续作用长达9个小时。虽然在用于糖尿病患者之前,智能贴还需要更多的临床试验,但它已经显示了巨大的前景。


糖尿病影响了全世界3.87亿人,这一数字到2035年会增加到5.92亿。Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病人需要定期扎指取血检测血糖水平并注射胰岛素,这个过程很痛苦却并不十分精确。注射错误剂量的药物能够导致失明、截肢、昏迷甚至死亡。


论文作者、UNC生物医学工程系教授谷震(音)博士称,这种由无毒生物相容性材料制成的无痛智能贴能方便快速起到作用,个性化对待糖尿病患者。


据物理学家组织网23日报道,为消除可能的人为错误,研究人员创建了一种“闭环系统”,在血糖检测设备和控制胰岛素设备之间建立直接联系。他们模拟“人体天然胰岛素发电机”β细胞的工作原理——在小囊泡中生产和存储胰岛素,像报警中心那样感知血糖浓度的增加以及释放信号来释放胰岛素。


实现人工囊泡的功能依靠两种很容易找到的天然材料:一是透明质酸(HA),很多化妆品都含有这种天然成分;二是诊断中常用的一种有机化合物——2硝基咪唑类(NI)。


他们将两种材料组合成一种新型分子,一端亲水一端疏水。很多这种分子混合后自组装成一个比人类头发的宽度还小100倍的囊泡,其中被插入固体胰岛素和专门感知葡萄糖的酶。当血糖升高,葡萄糖进入人工囊泡,酶转化葡萄糖酸消耗氧气,缺氧使得疏水NI分子变成亲水性,囊泡破裂后将胰岛素推入皮下毛细血管中。


由于小鼠没有人类对胰岛素那么敏感,研究人员认为,如果在患者身上实验,“智能胰岛素贴”持续维持血糖水平的时间可能更长。他们的目标是让患者隔上几天换一贴。


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