浙大药学院顾臻：借助生理信号触发药物释放，探寻更多智能药物设计( 二 )
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正因为如此 ， 胰岛素注射会产生很多的并发症 。 正常机体内 ， 胰岛素分泌总是随着血糖变化而精准的分泌 ， 例如在一日三餐中血糖和胰岛素分泌会呈现三个紧密关联的峰值 。 β 细胞天然很聪明 ， 能感知血糖变化 ， 在高糖时候快速把胰岛素释放出来 ， 在血糖正常以后释放的比较少 。
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最近几年人们对用合成材料或修饰过的胰岛素来模拟 β 细胞功能实现智能胰岛素递送越来越感兴趣 。 2015 年 ， 团队在《美国国家科学院院刊》（PANS）报道了一款智能胰岛素贴片的原型 ， 把血糖响应智能胰岛素递送的药物剂型跟微针这样的器件结合在一起 。 对于该团队的创新 ， 顾臻表示：“这是我们第一款的设计 ， 里面有葡萄糖氧化酶 ， 可以把葡萄糖变成葡萄糖酸 ， 同时产生一个局部缺氧的环境 。 ”
缺氧的环境下 ， 这些材料变的溶于水 ， 一开始用这个材料可以把胰岛素很好的包在里面 ， 当血糖升高后 ， 材料能够更好地溶于水 ， 整个体系变的解散 ， 因此里面的胰岛素被释放出来 ， 血糖降下来后这样的解散过程会被抑制住 ， 可以在体内停留比较长的时间 ， 后来研究人员设计将这种材料与微针结合在一起 ， 方便使用 。
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如下图所示 ， 每根针的长度大概在 600-800 微米 ， 我们知道神经细胞大多数在我们皮下 1000 微米（1 毫米）以外 ， 这样把贴片贴在皮肤上不会和神经细胞有紧密的接触 ， 所以这被称为微痛的治疗手段 ， 可以快速响应释放胰岛素 ， 血糖正常以后减少释放量 ， 同时能提升病患的生存质量 。
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研究人员用模具的方法把贴片上的微针制得比较规整 ， 同时具有一定的机械强度 。 顾臻教授称 ， 研究人员轻而易举就能把微针贴片贴到肚子上或手臂上 ， 而不会造成心理上的恐慌 ， 可以把血糖很快控制下来（用微针的递药系统 ， 不用像图中第二位小朋友很紧张） 。
微针实际上提供了一个工具 ， 就像注射器 ， 注射器里面放什么是关键 。 所以在过去几年 ， 顾臻团队找到了一种新的方法 ， 比如用有机溶液的混合体 ， 包含了四个可以聚合在一起的单体 ， 研究人员发现这样的混合体可以很好把胰岛素分散在里面 ， 同时可以瞬间交联起来成型 ， 这样胰岛素的载药量一下就提升了上去 。
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这里面其中一个单体化合物是血糖响应的 ， 针体就像一个干的果冻 ， 但是胰岛素可以从里面跑出来 ， 一开始两者结合得比较紧密 ， 当血糖上升以后导致胰岛素跟针体的结合力减弱 ， 这样胰岛素就可以从针体里面很快跑出来从而把血糖降下来 。 另外可以随时终止给药 ， 不像口服胰岛素或者皮下注射胰岛素进入体内后万一有不舒服很难把它拿出来 ， 而这样的贴片可以随时移走 ， 剩下的胰岛素还会在片剂里面 。
研究人员在猪身上做实验 ， 贴片贴到猪身上后 ， 给它喂了两顿饭 ， 20 个小时以后血糖才上去 ， 这一个对照组没有血糖响应的控制 ， 因为胰岛素每时每刻都在往外跑 ， 一个贴片上去一顿饭以后血糖就升上来了 。 另外还可以连续给药 ， 一个贴片贴上去喂两顿饭 ， 第二天早晨再换一个贴片再喂两顿饭就可以维持 40 几个小时左右 。 而且把这个贴片拔出来整个针体还在 ， 对皮肤造成的过敏、炎症也很少 。
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这个平台技术可以用血糖响应来释放胰岛素 ， 当然也可以响应其他的生理信号并释放不同的疾病相关的药物 ， 可以到局部和皮下也可以通过淋巴循环和毛细循环到全身起到全身的治疗作用 。 在此基础上顾臻团队又研发了不同的智能递送的贴片技术 ， 比如可以响应高胰岛素的含量或者直接响应低血糖的状况 ， 快速把胰高血糖素释放出来 ， 使糖元变成葡萄糖以拉回血糖 ， 降低低血糖的风险 。
微针贴片能帮助控制中风、心梗 ， 还能治疗癌症
活的细胞也可以跟微针结合在一起 ， 研究人员甚至可以把活的细胞留在皮肤上 ， 同时感知体内的信号把特定的因子特别是一些药物从细胞里面分泌出来再回复到体内 。
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