本技术涉及一种新型的生物材料技术领域的葡萄糖敏感胰岛素释放系统,包括一个递送载体和封装在该载体中的生物活性物质。该系统能够根据血糖水平的变化智能释放胰岛素,以实现更有效的血糖控制。
背景技术
糖尿病是一种慢性代谢性疾病,主要表现为胰岛素分泌不足或为胰岛素抵抗,糖尿病患者的血糖水平往往高于正常人,临床表现为多饮、多食、多尿和身体消瘦。若糖尿病患者的血糖长期处于不受控制的状态,会对身体的许多器官造成严重损害,尤其是神经和血管。根据国际糖尿病联合会2024年的数据,全球约有5.4亿成年人患有糖尿病,预计到2045年这一数字将达到7.83亿。因此,提高糖尿病的治疗水平非常迫切。
临床上治疗糖尿病可通过直接注射胰岛素或胰岛素样蛋白激素,促进肝脏、脂肪和骨骼肌细胞对葡萄糖的代谢,从而降低血糖水平。然而,胰岛素治疗负担沉重,因为它需要每天多次皮下注射,这降低了糖尿病患者的依从性,且注射过量或不足都会造成不可逆转的严重后果。因此,迫切需要一种新的胰岛素给药策略,能够根据血糖水平响应性释放胰岛素,以有效调节血糖。
在健康个体中,胰腺β细胞分泌的内源性胰岛素对血糖水平有很高的反应。通过注射葡萄糖响应性载体来递送胰岛素可模拟人的胰腺功能,以实时准确地调整血糖水平,实现对正常血糖的安全个体化治疗。到目前为止,已经开发了多种葡萄糖响应型载体,具体包括基于葡萄糖结合蛋白、基于苯基硼酸和基于葡萄糖氧化酶的响应型载体。在这些响应型载体中,基于葡萄糖氧化酶的响应型载体因其对葡萄糖的超高专一性和对血糖水平的高度敏感性而备受关注。
在生理条件下,葡萄糖响应型载体进入机体后会面临多重障碍,如体液的缓冲,蛋白酶的降解以及负责清除异物的免疫细胞。此外,作为蛋白质,葡萄糖氧化酶和胰岛素的二级结构对其生物活性的维持至关重要,但在递送过程中葡萄糖氧化酶和胰岛素的二级结构对微环境的变化非常敏感。因此,要在如此严峻的条件下能够根据血糖水平响应性释放胰岛素以调节血糖水平,仍存在技术障碍。
因此,为解决上述技术问题需要提供一种新的技术方案,来解决这个技术问题,尤其是一种葡萄糖响应型胰岛素递送体系。
实现思路