苯硼酸基葡萄糖敏感水凝胶的合成、微针制备及性能研究

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糖尿病是严重危害人类健康的疾病,目前对1型糖尿病的治疗方式主要是注射胰岛素,这会使患者产生疼痛感,患者依从性差,且胰岛素注射剂量不准确可能会导致低血糖等危险,所以能根据葡萄糖浓度变化控制胰岛素释放量的葡萄糖敏感微针引起了广泛关注。此类微针能够有效刺穿皮肤角质层并以无痛方式递送胰岛素,可以降低低血糖发生的风险。苯硼酸作为一种能对葡萄糖响应的小分子,可以引入到聚合物中制备葡萄糖敏感的苯硼酸基水凝胶和微针。目前已报道的基于葡萄糖取代硼酸酯键响应的微针制备过程较复杂;使用异丙基丙烯酰胺的微针其响应性依赖于温度。本文将苯硼酸基单体和亲水性单体共聚制备葡萄糖敏感水凝胶和微针,使用亲水性单体使微针能在生理温度下响应,且微针响应不依赖于温度,安全性高。本文研究了苯硼酸基单体种类、共聚单体种类、单体比例等对苯硼酸基微针葡萄糖敏感性能的影响,研究了苯硼酸基微针的葡萄糖敏感控制胰岛素释放的性能,探讨了可能的机理。(1)将AAPBA和亲水性单体NAGA、NVP聚合制备了五种葡萄糖敏感水凝胶和微针。利用1H NMR和FT-IR对制备的产物进行了表征。通过溶胀实验研究了单体比例变化对微针在不同条件(pH、温度和响应时间等)下葡萄糖敏感性能的影响。通过酶标仪测试了微针在不同葡萄糖浓度下的胰岛素释放量。结果表明,成功制备了葡萄糖敏感的AxNyVz水凝胶和微针,水凝胶具有均匀的微孔结构,微针有足够的强度和良好的葡萄糖敏感控制胰岛素释放性能。(2)合成了含氟苯硼酸单体AmECFPBA,将AmECFPBA和亲水性单体NAGA、NVP聚合制备了六种葡萄糖敏感水凝胶和微针。通过溶胀实验研究了单体比例变化对微针在不同条件(pH、温度和响应时间等)下葡萄糖敏感性能的影响。通过酶标仪测试了微针在不同葡萄糖浓度下的胰岛素释放量。结果表明,成功制备了葡萄糖敏感的AmxNyVz水凝胶和微针,微针有足够的强度和良好的生物相容性且在生理环境下有良好的葡萄糖敏感控制胰岛素释放性能。(3)将AAPBA和亲水性单体NAGA、DMAPAA聚合制备了十三种葡萄糖敏感水凝胶和微针。通过溶胀实验研究了 AAPBA和DMAPAA比例变化对微针在不同条件(pH、温度和响应时间等)下葡萄糖敏感性能的影响。通过酶标仪测试了微针在不同葡萄糖浓度下的胰岛素释放量。结果表明,成功制备了葡萄糖敏感的AxNyDz水凝胶和微针,微针有足够的强度和良好的葡萄糖敏感控制胰岛素释放性能。
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