Diabetes celosvětově postihuje více než 400 milionů lidí a představuje obrovskou zátěž pro veřejné zdraví. Lidé s cukrovkou produkují málo nebo vůbec žádný inzulín, což jim ztěžuje regulaci hladiny cukru v krvi. Je to již více než 100 let, co byl v roce 1922 inzulín poprvé aplikován při léčbě cukrovky, ale perorální podávání inzulínu je obtížné a vyžaduje buď injekci, nebo implantovanou pumpu. Lidé s diabetem mohou potřebovat několik denních injekcí inzulínu a takové časté injekce způsobují pacientovi další bolest.
Intenzivní injekce inzulínu mohou navíc vést k nedostatečné komplianci, tkáňové infekci a zvýšenému riziku hypoglykémie, která může vést k poškození mozku, epilepsii, ztrátě vědomí a dokonce smrti. Proto naléhavě potřebujeme pohodlnou a účinnou metodu řízení inzulínu.
Ideálním způsobem je perorální inzulin, který se však rozkládá drsným prostředím v žaludku, než se vstřebá do střeva a dostane se do krve. Inzulin je navíc biologická makromolekula a střevní bariéra tvořená těsnými epiteliálními buňkami a vrstvou hlenu také dále brání absorpci inzulinu.
Nedávno tým Tu Yingfenga z Southern Medical University spolu s Peng Fei z Sun Yat-sen University publikoval v časopise ACS Nano výzkumnou práci s názvem: Micromotor Based Mini-Tablet for Oral Delivery of Insulin.
Tato studie vyvinula orálně dostupnou mikromotorickou tabletu pro aktivní dodávání inzulínu, který dokáže překonat drsné gastrointestinální trávicí prostředí a slizniční bariérový systém, a mikromotory na bázi hořčíku uvolňují proudění vodíku v místě tlustého střeva, což umožňuje delší období kontroly hladiny glukózy v krvi. Kromě toho lze tuto technologii použít ke zlepšení biologické dostupnosti jiných biomakromolekul a má široké uplatnění.
Tlusté střevo jako součást trávicí soustavy má tenčí vrstvu sliznice, volnější uspořádání epiteliálních buněk a mírnější zažívací stavy. Předchozí pokusy o perorální podávání inzulinu při ochraně inzulinu před žaludeční kyselinou pomocí mikronosičů nebo nanonosičů, které se spoléhaly na pasivní difúzi inzulinu do epiteliálních buněk tlustého střeva, ve skutečnosti nefungovaly dobře.
V této studii měly minitablety s inzulínem vyvinuté výzkumným týmem malé chemické "mikromotory" a preklinické testy, které prokázaly bezpečné a účinné dodávání inzulínu do tlustého střeva.
Při výrobě tablet tým pokryl částice hořčíku vrstvou roztoku obsahujícího inzulín a liposomem. Poté smíchali částice s jedlou sodou, slisovali do malých tablet o délce přibližně 3 mm a poté je pokryli roztokem esterifikovaného škrobu, aby byly pilulky chráněny před žaludeční kyselinou, čímž se dostaly do tlustého střeva neporušené.
Když se tablety rozkládají v tlustém střevě, částice hořčíku reagují s vodou a vytvářejí proud vodíkových bublinek, které podobně jako mikromotory vtlačují inzulín do sliznice tlustého střeva a jsou absorbovány.
Nedávno byly široce používány mikromotory na bázi hořčíku, protože mohou nepřetržitě produkovat vodíkové bubliny pod místní tělní tekutinou, což vytváří silnou hnací sílu, která zvyšuje absorpci a absorpci inzulínu v tlustém střevě, čímž zlepšuje orální biologickou dostupnost inzulínu, uvedl tým. .
Tým na modelu diabetických potkanů testoval orální inzulínovou mini pilulku a zjistil, že může významně snížit hladinu cukru v krvi diabetických potkanů, spouštěnou místním vodním prostředím tlustého střeva rychlým pohybem mikromotoru na bázi hořčíku dále zlepšuje sliznici tlustého střeva. propustnost a aktivní podávání inzulínu, stabilita hladiny krevního cukru po dobu delší než 5 hodin. Pomocí této nové techniky podávání inzulinu mohou být hladiny glukózy v krvi udržovány téměř tak nízké jako injekce inzulinu.
I když je třeba udělat ještě mnoho práce, studie zkrátila načasování podávání inzulínu a zajistila lepší compliance, což prokázalo proveditelnost perorálního inzulínu a představuje konkrétní krok ve vývoji tradičních injekčních léků na perorální léky. Kromě toho jsou mikromotory na bázi hořčíku snadno nastavitelné a biologicky odbouratelné pro slibné aplikace v biomedicínské oblasti.
