开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一.选题依据及意义
1.研究背景
糖尿病是一种以高血糖特征的代谢紊乱疾病,由于人体内胰岛素分泌减少,使得体内缺乏胰岛素,或者胰岛素在人体内不能发挥其生理功能,使之产生的降低血糖的生物疗效受损,从而使人体的血糖水平升高[1]。随着糖尿病在各人口大国的患病率和死亡率逐渐上升,糖尿病的患病人数和死亡人数均呈全球增加趋势。国际糖尿病联盟(IDF)数据显示,2013年全球20~79岁糖尿病患者总数为3.82亿,占该年龄段人口总数的8.3%,预计到2035年,上述两个数据将分别增至5.92亿和10.1%,22年间全球糖尿病患者将增加2.1亿。同期数据表明,2013年全 球20~79岁糖尿病患者死亡人数为510万,占该年龄段死亡总数的8.4%,与2011年糖尿病死亡人数相比,增加了11%。[2]
- 糖尿病的药物治疗
胰岛素,是人体调节血液中葡萄糖水平的激素,由胰腺中胰岛的beta;细胞产生。葡萄糖在胰岛素的刺激下生成糖原,以糖原的形式储存。在胰岛素刺激下,进入肌肉细胞的氨基酸被用来合成蛋白质。当缺乏胰岛素时,肌肉细胞的蛋白质被分解,向肝脏提供氨基酸,以转化为葡萄糖,是治疗糖尿病最直接有效的药物,胰岛素作为一种蛋白质多肽,口服会导致药物在胃肠道中被蛋白酶水解[3];因此多数糖尿病患者多采用注射胰岛素的给药方式。
- 注射胰岛素存在的问题
目前胰岛素是控制血糖最有效的药物之一,但是注射胰岛素存在一定的问题,这使得注射给药后无法很好地达到预期治疗效果[3],这些问题具体包括:由于注射后皮下六聚体的形成,注射和全身吸收之间存在一定的滞后性[4]。对于可溶性胰岛素,应该在饭前20~30分钟注射,这对于患者的生活极不方便,特别是当吃饭时间无法准确的预测时,对于饭前注射胰岛素的疗效产生很大的影响。另外的注射胰岛素的方式还包括短效胰岛素的注射,其缺点之一是减少注射和进食之间的时间,生物体内的大多数胰岛素分泌发生在进食后的第一个小时,因此短效胰岛素注射会导致患者的血糖在短时间内过快地下降,这不利于维持人体内环境的生理稳态性,有可能会引发患者由于血糖快速降低所造成的晕眩等症状,并且从控制血糖的长远角度来看,这不利于糖尿病患者增强依靠自身生理内分泌调节血糖的功能。
基于上述注射胰岛素所存在种种问题,我们从纳米医学的角度出发,拟利于纳米材料所合成的聚合物胶束,携带胰岛素,具有葡萄糖敏感功能,即在进入人体血液循环系统后,到达血糖浓度较高的地方再释放胰岛素,从而实现药物的缓释、控释作用。
- 葡萄糖响应物质概述
关于萄糖响应体系,目前研究的焦点主要在三种响应体系:载有葡萄糖氧化酶(GOD)体系,载有伴刀豆球蛋白(ConA)体系,含有苯硼酸(PBA)的体系。[5]本实验采用苯硼酸(PBA)的体系,设计一种具有葡萄糖智能响应的三嵌段聚合物胶束包裹胰岛素, 聚乙二醇(PEG)-聚丙烯酰碳酸酯(PAC)- 聚(2-二甲基氨基三亚甲基碳酸酯)(PDMATC),通过PAC上双键实现紫外光交联,达到稳定纳米载体的目的。通过修饰苯硼酸和邻羟基基团得到苯硼酸酯达到再次交联,最终形成双层交联的聚合物胶束。
4.1含有苯硼酸(PBA)的体系
硼酸及其衍生物作为一种重要的葡萄糖识别物质,越来越受到广泛的关注,这主要是基于硼酸与多羟基化合物之间的相互作用。硼酸与二醇基团的作用发现于100多年前,已知硼酸功能团可以与含有两个邻近的亲核基团的化合物结合生成牢固的配合物。基于硼酸与二醇紧密、可逆的结合,硼酸及其衍生物可以用作构建糖类化学传感器的识别物质,核苷和碳水化合物的传输体以及碳水化合物和糖蛋白分离的亲合剂。[5]
