透明质酸微针经皮递送胰岛素智能给药系统用于糖尿病治疗

摘要

本研究通过共沉淀法制备了胰岛素(insulin,INS)/Ca_(3)PO_(4)复合物和葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOx)/Cu_(3)(PO_(4))_(2)复合物,得到的矿化胰岛素(mineralized insulin,m-INS)呈现不规则结晶团簇状,矿化葡萄糖氧化酶(m-Gox)呈花球状形貌,直径约1–2μm。体外模拟释放实验表明,m-INS会随介质pH值降低而释放出INS,pH为4.5时其释放量达到96.68%;酶活力检测实验表明m-GOx的酶活力稳定性高于游离的GOx,在室温放置10 d后仍保持较高活力,而GOx活力小于60%。通过配制葡萄糖溶液模拟正常血糖(5.6 mmol/L)和高血糖(22.2 mmol/L)状态,在葡萄糖溶液中加入m-INS和m-GOx,INS的释放量呈现显著的葡萄糖浓度依赖性,即葡萄糖浓度越高,INS释放量和释放速率越大。最后,将m-INS、m-GOx与透明质酸(hyaluronic acid,HA)溶液混合,制备负载m-INS和m-GOx的HA微针阵列,构建1型糖尿病模型鼠,通过微针给药的方式评估载药HA微针对糖尿病大鼠的血糖控制效果。结果表明:负载m-INS/m-GOx的HA微针能有效递送药物,糖尿病大鼠的平均血糖浓度在1 h内下降到约7 mmol/L,并能维持10 h的正常血糖,使血糖浓度低于给药前水平长达36 h。与仅负载INS的HA微针相比,m-INS微针具有更好的葡萄糖耐受性、更持久的控糖效果和更小的低血糖风险。相对于其他的缓释系统,本研究中的核心成分制备流程简单、效率高和安全有效,具备较大的商业化潜力。