發布日期：2017-12-28

“每周一次智能貼片，有望取締繁瑣的血糖監控以及促胰島素藥物服用過程。”近日，來自于中國、美國的研究團隊研發出了一種“無痛皮膚貼片”，能夠長期、安全地釋放腸促胰島素類藥物，調控機體內的血糖平衡。

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胰島素分泌。而這種“無痛皮膚貼片”暗藏巧妙的“智能化”設計，可以按需刺激胰腺產生胰島素，且已在小鼠模型了驗證了其可行性。

這一最新成果在線發表在《Nature Communications》期刊，由美國國立衛生研究院國家生物醫學成像和生物工程研究所（NIBIB）的高級研究員Xiaoyuan Chen、中山大學腫瘤防治中心符立梧教授帶領團隊完成。

1“智能化”的皮膚貼片

“這一研究基于一個事實，即2性糖尿病患者自身產生胰島素的能力并非完全喪失。”研究團隊表示道。

為實現“智能化”的血糖管理，研究團隊開發了一種無痛皮膚貼片——攜帶有刺激胰島素分泌的藥物，能夠按需釋放進入血液中，并引發相關反應。

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的天然物質）以及包裹有藥物的礦物質顆粒。“藻酸鹽是一種柔韌的材料，柔軟但又不過分，能夠協助顆粒以無創、無痛的形式穿透真皮。”研究人員解釋道 。

礦物質顆粒里包含兩種藥物——Exendin-4（Ex4）和葡萄糖氧化酶（GOx）。這兩種化合物會與血液中的化合物發生反應，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定性。

其中，Exendin-4結構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會在血液中保持不溶解的狀態長達1小時以上。這意味著，一旦從皮膚貼片中釋放，它可以產生持久的效果。但是，一旦吸收過多，exendin-4會引發惡心等副作用。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合，確保其穩定性。

它的工作機制也非常“巧妙”：當血糖升高到一個精確的點時，磷酸鹽在葡萄糖氧化酶的催化下，會產生輕微的酸性，從而刺激顆粒釋放出一些exendin-4，進而刺激機體產生胰島素，降低血糖水平。更重要的是，伴隨著血糖水平的恢復，exendin-4釋放量會減少，直至停止。

總而言之，該貼片的“響應式”（智能化）傳遞系統可以個性化滿足患者需求，且長時間有效。

2小鼠試驗可行

在以小鼠為模型的概念驗證試驗中，研究團隊發現，這一貼片確實能夠在血液中引發化學反應，從而自動控制血糖。結果顯示，一個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，研究團隊計劃開展更大規模的動物試驗。而且，為了未來的臨床試驗，他們還會嘗試更改貼片尺寸、針頭長度等設計。另外，還需要考慮日常生活中出汗、淋浴等需求對貼片的影響。

來源：生物探索（微信號 biodiscover）