“每周一次智能貼片，有望取締繁瑣的血糖監(jiān)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(tuán)隊研發(fā)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(diào)控機(jī)體內(nèi)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(jìn)胰島素分泌。而這種“無痛皮膚貼片”暗藏巧妙的“智能化”設(shè)計，可以按需刺激胰腺產(chǎn)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(fā)表在《Nature Communications》期刊，由美國國立衛(wèi)生研究院國家生物醫(yī)學(xué)成像和生物工程研究所（NIBIB）的高級研究員Xiaoyuan Chen、中山大學(xué)腫瘤防治中心符立梧教授帶領(lǐng)團(tuán)隊完成。

皮膚貼片治療2型糖尿病的演示圖（圖片來源：Chen lab, NIBIB）

1“智能化”的皮膚貼片

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

為實(shí)現(xiàn)“智能化”的血糖管理，研究團(tuán)隊開發(fā)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(jìn)入血液中，并引發(fā)相關(guān)反應(yīng)。

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

礦物質(zhì)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(fā)生反應(yīng)，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(wěn)定性。

其中，Exendin-4結(jié)構(gòu)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(tài)長達(dá)1小時以上。這意味著，一旦從皮膚貼片中釋放，它可以產(chǎn)生持久的效果。但是，一旦吸收過多，exendin-4會引發(fā)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(jié)合，確保其穩(wěn)定性。

它的工作機(jī)制也非常“巧妙”：當(dāng)血糖升高到一個精確的點(diǎn)時，磷酸鹽在葡萄糖氧化酶的催化下，會產(chǎn)生輕微的酸性，從而刺激顆粒釋放出一些exendin-4，進(jìn)而刺激機(jī)體產(chǎn)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(fù)，exendin-4釋放量會減少，直至停止。

總而言之，該貼片的“響應(yīng)式”（智能化）傳遞系統(tǒng)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(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，這一貼片確實(shí)能夠在血液中引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，從而自動控制血糖。結(jié)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(tuán)隊計劃開展更大規(guī)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(shè)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。

原標(biāo)題：“無痛皮膚貼片”，有望為2型糖尿病提供長期安全及個性化治療