發(fā)布日期：2017-12-28
“每周一次智能貼片，有望取締繁瑣的血糖監(jiān)控以及促胰島素藥物服用過程。”近日，來自于中國(guó)、美國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一種“無痛皮膚貼片”，能夠長(zhǎng)期、安全地釋放腸促胰島素類藥物，調(diào)控機(jī)體內(nèi)的血糖平衡。
目前，全球共有約2.85億人患有糖尿病，其中2型糖尿病占這一群體的90%以上。治療大部分2型糖尿病的核心在于促進(jìn)胰島素分泌。而這種“無痛皮膚貼片”暗藏巧妙的“智能化”設(shè)計(jì)，可以按需刺激胰腺產(chǎn)生胰島素，且已在小鼠模型了驗(yàn)證了其可行性。
這一最新成果在線發(fā)表在《Nature Communications》期刊，由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院國(guó)家生物醫(yī)學(xué)成像和生物工程研究所（NIBIB）的高級(jí)研究員Xiaoyuan Chen、中山大學(xué)腫瘤防治中心符立梧教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成。
1“智能化”的皮膚貼片
“這一研究基于一個(gè)事實(shí)，即2性糖尿病患者自身產(chǎn)生胰島素的能力并非完全喪失。”研究團(tuán)隊(duì)表示道。
為實(shí)現(xiàn)“智能化”的血糖管理，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種無痛皮膚貼片——攜帶有刺激胰島素分泌的藥物，能夠按需釋放進(jìn)入血液中，并引發(fā)相關(guān)反應(yīng)。
無痛皮膚貼片由微針組成，微針中填充有藻酸鹽（alginate，一種從褐藻中提取的類似于膠質(zhì)的天然物質(zhì)）以及包裹有藥物的礦物質(zhì)顆粒。“藻酸鹽是一種柔韌的材料，柔軟但又不過分，能夠協(xié)助顆粒以無創(chuàng)、無痛的形式穿透真皮。”研究人員解釋道 。
礦物質(zhì)顆粒里包含兩種藥物——Exendin-4（Ex4）和葡萄糖氧化酶（GOx）。這兩種化合物會(huì)與血液中的化合物發(fā)生反應(yīng)，刺激胰島素分泌。研究人員將藥物包裹于磷酸鹽礦物顆粒中，以便保證化合物的穩(wěn)定性。
其中，Exendin-4結(jié)構(gòu)類似于胰高血糖素樣肽-1（GLP-1），可刺激胰島素的釋放。雖然效果比天然的腸促胰島素弱，但是exendin-4會(huì)在血液中保持不溶解的狀態(tài)長(zhǎng)達(dá)1小時(shí)以上。這意味著，一旦從皮膚貼片中釋放，它可以產(chǎn)生持久的效果。但是，一旦吸收過多，exendin-4會(huì)引發(fā)惡心等副作用。所以，為了控制它的吸收速度，研究人員將其與磷酸鈣顆粒結(jié)合，確保其穩(wěn)定性。
它的工作機(jī)制也非常“巧妙”：當(dāng)血糖升高到一個(gè)精確的點(diǎn)時(shí)，磷酸鹽在葡萄糖氧化酶的催化下，會(huì)產(chǎn)生輕微的酸性，從而刺激顆粒釋放出一些exendin-4，進(jìn)而刺激機(jī)體產(chǎn)生胰島素，降低血糖水平。更重要的是，伴隨著血糖水平的恢復(fù)，exendin-4釋放量會(huì)減少，直至停止。
總而言之，該貼片的“響應(yīng)式”（智能化）傳遞系統(tǒng)可以個(gè)性化滿足患者需求，且長(zhǎng)時(shí)間有效。
2小鼠試驗(yàn)可行
在以小鼠為模型的概念驗(yàn)證試驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這一貼片確實(shí)能夠在血液中引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，從而自動(dòng)控制血糖。結(jié)果顯示，一個(gè)半英寸的貼片能夠攜帶控制小鼠血糖平衡一周的藥物劑量。
下一步，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃開展更大規(guī)模的動(dòng)物試驗(yàn)。而且，為了未來的臨床試驗(yàn)，他們還會(huì)嘗試更改貼片尺寸、針頭長(zhǎng)度等設(shè)計(jì)。另外，還需要考慮日常生活中出汗、淋浴等需求對(duì)貼片的影響。
來源：生物探索（微信號(hào) biodiscover）
